High-throughput Sequencing Analysis of miRNA Expression in Embryonic Chicken Breast Muscle

Embriyonik Tavuk Göğüs Kasında miRNA Ekspresyonunun Yüksek Verimli Dizi Analizi

Özet

The embryonic period is a critical period for the development of muscle and adipose tissue in chickens. MicroRNAs (miRNAs) have been shown to play important roles in various biological processes, but little is known about miRNAs in chicken embryos. To investigate functional miRNAs regulating the meat quality of adult chickens, embryonic breast muscle tissues of Cobb broilers (CB) and rose-crowned chickens (RC) were collected and analyzed with high-throughput small RNA deep sequencing. The results showed that 842 known miRNAs and 598 novel miRNAs were identified from the four sequencing libraries, of which 592 were diff erentially expressed (DE) miRNAs (P<0.05). Taking Cobb broilers as a reference, 321 miRNAs were upregulated, and 271 miRNAs were downregulated. Real-time PCR confirmed that the trends in diff erentially expressed miRNAs were completely consistent with the sequencing results. We identified 120,666 target genes of the diff erentially expressed miRNAs, and functional enrichment analysis revealed that these genes were mainly involved in the Wnt signaling pathway, Adherens junction, Butirosin and neomycin biosynthesis and the Hedgehog signaling pathway. Furthermore, regulatory networks of interactions among miRNAs and their targets were constructed, and fatty acid binding protein 5 (FABP5) was confirmed as a target of miR-3532-5p by dual-luciferase assay. The results of this study enriched the relevant data on chicken muscle miRNA expression, and they laid a foundation for further analysis of the miRNA-mediated regulation of genes and the link between miRNA and chicken meat quality traits.

Abstract

Embriyonik dönem, tavuklarda kas ve yağ dokusunun gelişimi için kritik bir dönemdir. MikroRNA (miRNAs)’ların çeşitli biyolojik süreçlerde önemli roller üstlendikleri gösterilmiştir, fakat tavuk embriyolarında miRNA’lar hakkında çok az şey bilinmektedir. Yetişkin tavuklarda et kalitesini düzenleyen işlevsel miRNA’ları araştırmak için Cobb broylerlerinin (CB) ve gül taçlı tavukların (RC) embriyonik göğüs kas dokuları toplandı ve yüksek verimli küçük RNA dizi analizleri gerçekleştirildi. Sonuçlar, 592’si farklı olarak eksprese olan (DE) miRNA’lar (P <0.05) olmak üzere 842 bilinen miRNA ve 598 yeni miRNA’nın dört sekans kütüphanesinden tanımlandığını gösterdi. Cobb broylerleri referans alındığında, 321 miRNA’nın ekspresyonu artmış ve 271 miRNA’nın ekspresyonu azalmıştır. Real-time PCR analizi, farklı olarak eksprese olan miRNA’lardaki eğilimlerin dizileme sonuçlarıyla tamamen tutarlı olduğunu doğruladı. Farklı olarak eksprese olan miRNA’ların 120,666 hedef genini belirledik ve fonksiyonel zenginleştirme analizi, bu genlerin esas olarak Wnt sinyal yolağı, Adherens bağlantısı, Butirosin biyosentezi, neomisin biyosentezi ve Hedgehog sinyal yolağında yer aldığını ortaya çıkardı. Ayrıca, miRNA’lar ve hedefl eri arasında düzenleyici etkileşim ağları oluşturuldu ve ikili lusiferaz analizi ile yağ asidi bağlayıcı protein 5 (FABP5), miR-3532-5p’nin bir hedefi olarak doğrulandı. Bu çalışmaya ait bulgular, tavuk kası miRNA ekspresyonu ile ilgili verileri zenginleştirdi ve genlerin miRNA aracılı regülasyonunun ve miRNA ile tavuk eti kalite özellikleri arasındaki bağlantının daha fazla analizi için bir temel oluşturdu.