黔北麻羊毛色差异皮肤组织的蛋白组学研究

摘要

【目的】开展黔北麻羊黑白毛色差异的蛋白组学分析,明确影响其毛色差异的特异性蛋白及其通路,为揭示黔北麻羊特征毛色的形成机制提供参考依据。【方法】分别采集3只黔北麻羊公羊背部黑色羊毛皮肤组织块和腹部白色羊毛皮肤组织块,通过SDT裂解法提取黔北麻羊皮肤组织蛋白并进行蛋白定量分析,然后对筛选出的显著差异表达蛋白分别进行GO功能注释分析、KEGG通路富集分析及亚细胞定位分析。【结果】通过组间比较共筛选出420个显著差异表达蛋白,与白色羊毛对照组(White)相比,黑色羊毛试验组(Black)有247个显著差异表达蛋白呈上调表达、173个显著差异表达蛋白呈下调表达,其中与形成黑色羊毛的黑色素相关蛋白共有15个,包括表皮视黄醇脱氢酶2(SDR16C5)、视黄醇脱氢酶16(RDH16)、视黄醇饱和酶(RETSAT)和角蛋白79(KRT79)等9个上调蛋白,以及蛋白激酶B(AKT)、β抑制蛋白1(ARRB1)和分泌型卷曲相关蛋白1(SFRP1)等6个下调蛋白。GO功能注释分析结果表明,显著差异表达蛋白注释到生物学过程、分子功能和细胞组分三大功能的51条GO功能条目上;亚细胞定位分析显示有159个蛋白定位于细胞质、128个蛋白定位于细胞核及88个蛋白定位于线粒体;KEGG通路富集分析结果表明,这些显著差异表达蛋白富集在209条KEGG通路上,其中5条通路与黑色素生成相关,分别是视黄醇代谢(Retinol metabo-lism)、黑色素生成(Melanogenesis)、丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)、磷脂酰肌醇3激酶-蛋白激酶B(PI3K-Akt)和Wnt/β-连环蛋白(Wnt/β-catenin)通路。【结论】导致黔北麻羊存在黑白毛色差异的原因:一方面是参与黑色素生成通路的KRT79及参与视黄醇通路的SDR16C5、RDH16和RETSAT等蛋白表达上调,促进黑色素细胞中黑色素的生成和黑色羊毛的形成;另一方面是参与PI3K-AKT通路的AKT表达下调,以及SFRP1表达下调而降低对Wnt/β-catenin信号通路的抑制,均有利于黑色素生成。