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Single‐cell RNA‐seq reveals mRNAs and lncRNAs important for oocytes in vitro matured in pigs
Reproduction in Domestic Animals ( IF 1.7 ) Pub Date : 2021-01-26 , DOI: 10.1111/rda.13901
Cai-Xia Yang 1, 2 , Zi-Wei Wu 1 , Xiao-Man Liu 1 , Hao Liang 1 , Zhuo-Ran Gao 1 , Yi Wang 1 , Ting Fang 1 , Yun-Hua Liu 2 , Yi-Liang Miao 3 , Zhi-Qiang Du 1, 2
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The faithful execution of molecular programme underlying oocyte maturation and meiosis is vital to generate competent haploid gametes for efficient mammalian reproduction. However, the organization and principle of molecular circuits and modules for oocyte meiosis remain obscure. Here, we employed the recently developed single‐cell RNA‐seq technique to profile the transcriptomes of germinal vesicle (GV) and metaphase II (MII) oocytes, aiming to discover the dynamic changes of mRNAs and long non‐coding RNAs (lncRNAs) during oocyte in vitro meiotic maturation. During the transition from GV to MII, total number of detected RNAs (mRNAs and lncRNAs) in oocytes decreased. Moreover, 1,807 (602 up‐ and 1,205 down‐regulated) mRNAs and 313 (177 up‐ and 136 down‐regulated) lncRNAs were significantly differentially expressed (DE), i.e., more mRNAs down‐regulated, but more lncRNAs up‐regulated. During maturation of pig oocytes, mitochondrial mRNAs were actively transcribed, eight of which (ND6, ND5, CYTB, ND1, ND2, COX1, COX2 and COX3) were significantly up‐regulated. Both DE mRNAs and targets of DE lncRNAs were enriched in multiple biological and signal pathways potentially associated with oocyte meiosis. Highly abundantly expressed mRNAs (including DNMT1, UHRF2, PCNA, ARMC1, BTG4, ASNS and SEP11) and lncRNAs were also discovered. Weighted gene co‐expression network analysis (WGCNA) revealed 20 hub mRNAs in three modules to be important for oocyte meiosis and maturation. Taken together, our findings provide insights and resources for further functional investigation of mRNAs/lncRNAs in in vitro meiotic maturation of pig oocytes.

中文翻译:

单细胞RNA-seq揭示了对猪体外成熟卵母细胞很重要的mRNA和lncRNA

卵母细胞成熟和减数分裂基础分子程序的忠实执行对于产生有效的单倍体配子以有效地繁殖哺乳动物至关重要。然而,卵母细胞减数分裂的分子回路和模块的组织和原理仍然不清楚。在这里,我们采用最近开发的单细胞 RNA-seq 技术来分析生发囊泡 (GV) 和中期 II (MII) 卵母细胞的转录组,旨在发现 mRNA 和长链非编码 RNA (lncRNA) 在卵母细胞体外减数分裂成熟。在从 GV 到 MII 的过渡期间,卵母细胞中检测到的 RNA(mRNA 和 lncRNA)总数减少。此外,1,807 个(602 个上调和 1,205 个下调)mRNA 和 313 个(177 个上调和 136 个下调)lncRNA 显着差异表达(DE),即,更多的mRNAs下调,但更多的lncRNAs上调。在猪卵母细胞成熟过程中,线粒体 mRNA 转录活跃,其中 8 个(ND6、ND5、CYTB、ND1、ND2、COX1、COX2 和 COX3)显着上调。DE mRNA 和 DE lncRNA 的靶标都富含多种可能与卵母细胞减数分裂相关的生物和信号通路。还发现了高度表达的 mRNA(包括 DNMT1、UHRF2、PCNA、ARMC1、BTG4、ASNS 和 SEP11)和 lncRNA。加权基因共表达网络分析 (WGCNA) 显示三个模块中的 20 个中枢 mRNA 对卵母细胞减数分裂和成熟很重要。总之,我们的研究结果为进一步研究猪卵母细胞体外减数分裂成熟中 mRNA/lncRNA 的功能提供了见解和资源。在猪卵母细胞成熟过程中,线粒体 mRNA 转录活跃,其中 8 个(ND6、ND5、CYTB、ND1、ND2、COX1、COX2 和 COX3)显着上调。DE mRNA 和 DE lncRNA 的靶标都富含多种可能与卵母细胞减数分裂相关的生物和信号通路。还发现了高度表达的 mRNA(包括 DNMT1、UHRF2、PCNA、ARMC1、BTG4、ASNS 和 SEP11)和 lncRNA。加权基因共表达网络分析 (WGCNA) 显示三个模块中的 20 个中枢 mRNA 对卵母细胞减数分裂和成熟很重要。总之,我们的研究结果为进一步研究猪卵母细胞体外减数分裂成熟中 mRNA/lncRNA 的功能提供了见解和资源。在猪卵母细胞成熟过程中,线粒体 mRNA 转录活跃,其中 8 个(ND6、ND5、CYTB、ND1、ND2、COX1、COX2 和 COX3)显着上调。DE mRNA 和 DE lncRNA 的靶标都富含多种可能与卵母细胞减数分裂相关的生物和信号通路。还发现了高度表达的 mRNA(包括 DNMT1、UHRF2、PCNA、ARMC1、BTG4、ASNS 和 SEP11)和 lncRNA。加权基因共表达网络分析 (WGCNA) 显示三个模块中的 20 个中枢 mRNA 对卵母细胞减数分裂和成熟很重要。总之,我们的研究结果为进一步研究猪卵母细胞体外减数分裂成熟中 mRNA/lncRNA 的功能提供了见解和资源。COX1、COX2 和 COX3)显着上调。DE mRNA 和 DE lncRNA 的靶标都富含多种可能与卵母细胞减数分裂相关的生物和信号通路。还发现了高度表达的 mRNA(包括 DNMT1、UHRF2、PCNA、ARMC1、BTG4、ASNS 和 SEP11)和 lncRNA。加权基因共表达网络分析 (WGCNA) 显示三个模块中的 20 个中枢 mRNA 对卵母细胞减数分裂和成熟很重要。总之,我们的研究结果为进一步研究猪卵母细胞体外减数分裂成熟中 mRNA/lncRNA 的功能提供了见解和资源。COX1、COX2 和 COX3)显着上调。DE mRNA 和 DE lncRNA 的靶标都富含多种可能与卵母细胞减数分裂相关的生物和信号通路。还发现了高度表达的 mRNA(包括 DNMT1、UHRF2、PCNA、ARMC1、BTG4、ASNS 和 SEP11)和 lncRNA。加权基因共表达网络分析 (WGCNA) 显示三个模块中的 20 个中枢 mRNA 对卵母细胞减数分裂和成熟很重要。总之,我们的研究结果为进一步研究猪卵母细胞体外减数分裂成熟中 mRNA/lncRNA 的功能提供了见解和资源。还发现了高度表达的 mRNA(包括 DNMT1、UHRF2、PCNA、ARMC1、BTG4、ASNS 和 SEP11)和 lncRNA。加权基因共表达网络分析 (WGCNA) 显示三个模块中的 20 个中枢 mRNA 对卵母细胞减数分裂和成熟很重要。总之,我们的研究结果为进一步研究猪卵母细胞体外减数分裂成熟中 mRNA/lncRNA 的功能提供了见解和资源。还发现了高度表达的 mRNA(包括 DNMT1、UHRF2、PCNA、ARMC1、BTG4、ASNS 和 SEP11)和 lncRNA。加权基因共表达网络分析 (WGCNA) 显示三个模块中的 20 个中枢 mRNA 对卵母细胞减数分裂和成熟很重要。总之,我们的研究结果为进一步研究猪卵母细胞体外减数分裂成熟中 mRNA/lncRNA 的功能提供了见解和资源。
更新日期:2021-01-26
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