発現データからウシ骨格筋を発達させるin vivo細胞プログラムを推測する

受胎後60日から出生後3ヶ月までの発現データから推測されるウシlongissimus筋肉の発達のin vivo細胞プログラムの概要を説明します。分析的課題には、細胞組成の変化、細胞タイプの曖昧な「診断」マーカー、および牛のヒトとマウス筋形成のコントラストが含まれます。それにもかかわらず、ミオシンアイソフォームの発現プロファイルは、原発性および二次筋形成からそれぞれ発生するゆっくりと速い筋肉繊維をサポートし、出生前ミオシンサブユニットの発現は出生前に制御されています。標準的な閉経的な転写因子（TF）、MyF6とMyF5は負に共発現し、MYF6は出生後サンプルでより高い発現を示し、MYF5、MyOG、HES6、PAX7は早期発達でより高い発現を示します。未分化のマウス細胞で重要と見なされるTFS（Six1、EYA2およびDACH2）のセットは、分化したウシ細胞でも同様に豊富でした。繊維組成、筋肉量、筋肉代謝の哺乳類調節因子の検査は、ウシ筋発達におけるPPARGC1A、TGFβシグナル伝達、およびNHR4核ホルモン受容体の役割を強調しました。データセット全体から最も多様に発現した遺伝子の中で濃縮されたのは、炭水化物（PDK4）、脂肪（UCP3）、タンパク質（AGXT2L1）、高エネルギーリン酸（CKMT2）のミトコンドリア代謝を調節する分子でした。これらの転写産物の発現の劇的な増加は、生まれたばかりの草食動物にとって重要な代謝独立性への末端の移行を可能にする可能性があり、筋肉ミトコンドリアの実質的な発達的リモデリングの驚くべき証拠を提供し、栄養の利用可能性の変化を反映しています。全体として、サイズ、代謝、生理学の違いにもかかわらず、筋肉構造サブユニット発現プログラムは、反min動物、げっ歯類、および人間で非常に類似しているように見えます。

We outline an in vivo cellular program of bovine longissimus muscle development inferred from expression data from 60 days post conception to 3months postnatal. Analytic challenges included changes in cellular composition, ambiguous 'diagnostic' markers of cell type and contrasts between cattle human and mouse myogenesis. Nevertheless, the expression profiles of the myosin isoforms support slow and fast muscle fibres emanating from primary and secondary myogenesis respectively, while expression of the prenatal myosin subunits is down regulated prior to birth. Of the canonical pro-myogenic transcription factors (TF), MYF6 and MYF5 are negatively co-expressed, with MYF6 displaying higher expression in the post-natal samples and MYF5, MYOG, HES6 and PAX7 displaying higher expression in early development. A set of TFs (SIX1, EYA2 and DACH2) considered important in undifferentiated murine cells were equally abundant in differentiated bovine cells. An examination of mammalian regulators of fibre composition, muscle mass and muscle metabolism, underscored the roles of PPARGC1A, TGFβ signalling and the NHR4 Nuclear Hormone Receptors on bovine muscle development. Enriched among the most variably expressed genes from the entire data set were molecules regulating mitochondrial metabolism of carbohydrate (PDK4), fat (UCP3), protein (AGXT2L1) and high energy phosphate (CKMT2). The dramatic increase in the expression of these transcripts, which may enable the peri-natal transition to metabolic independence critical for new-born herbivores, provides surprising evidence for substantial developmental remodelling of muscle mitochondria and reflects changes in nutrient availability. Overall, despite differences in size, metabolism and physiology, the muscle structural subunit expression program appears very similar in ruminants, rodents and humans.