Липидный метаболизм в раннем онтогенезе кур и его генетическая и эпигенетическая регуляция

##plugins.themes.bootstrap3.article.sidebar##

pdf
Опубликован: июл 7, 2025
DOI: https://doi.org/10.17072/1994-9952-2025-2-204-223
Ключевые слова:
эмбрион куры жировой обмен ген микроРНК

##plugins.themes.bootstrap3.article.main##

Елена Геннадьевна Чугугнова
Всероссийский научно-исследовательский институт генетики и разведения сельскохозяйственных животных — филиал ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр животноводства — ВИЖ име-ни академика Л.К. Эрнста», пос. Тярлево, Россия
Марина Владимировна Позовникова
Всероссийский научно-исследовательский институт генетики и разведения сельскохозяйственных жи-вотных — филиал ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр животноводства — ВИЖ имени академика Л.К. Эрнста», пос. Тярлево, Россия

Аннотация

Липидный метаболизм – сложный процесс, критически важный для развития организма. В раннем онтогенезе кур, начиная с инкубационного периода и продолжаясь в неонатальный период, происходит интенсивное накопление и перераспределение липидов, обеспечивающих энергией и строительным материалом растущий организм. Этот процесс находится под влиянием паратипических факторов и строгим контролем генетических и эпигенетических механизмов. Генетическая регуляция липидного обмена в этот период осуществляется целым каскадом генов. Ключевую роль играют гены, кодирующие ферменты, участвующие в липолизе, липогенезе, транспорте и метаболизме жирных кислот. Транскриптомные исследования, анализирующие экспрессию генов на уровне микроРНК (мРНК), позволяют изучить эти изменения в динамике развития. Однако генетическая информация не является единственным фактором, определяющим липидный метаболизм. Эпигенетические механизмы, такие мРНК играют значительную роль в тонкой настройке экспрессии генов, вовлеченных в жировой обмен. МикроРНК – это короткие некодирующие РНК, которые регулируют экспрессию целевых генов, влияя на стабильность их мРНК и эффективность трансляции. Они могут взаимодействовать с мРНК генов, кодирующих ключевые ферменты липидного обмена, изменяя их активность и, следовательно, влияя на уровень липидов в крови и тканях. В данном обзоре рассмотрены некоторые аспекты липидного обмена, вклад генетических и эпигенетических компонент, вовлеченных в регуляцию липогенеза и адипогенеза в период раннего онтогенеза кур.

##plugins.themes.bootstrap3.article.details##

Как цитировать
Чугугнова, Е. Г., & Позовникова, М. В. (2025). Липидный метаболизм в раннем онтогенезе кур и его генетическая и эпигенетическая регуляция. Вестник Пермского университета. Серия Биология, (2), 204–223. https://doi.org/10.17072/1994-9952-2025-2-204-223
Выпуск
№ 2 (2025): Вестник Пермского университета. Серия Биология
Раздел
Генетика

Лицензионный договор на право использования научного произведения в научных журналах, учредителем которых является Пермский государственный национальный исследовательский университет

Скачать лицензионный договор

Текст Договора размещен на сайте Пермского государственного национального исследовательского университета http://www.psu.ru/, а также его можно получить по электронной почте в «Отделе научных периодических и продолжающихся изданий ПГНИУ»: YakshnaN@psu.ru или в редакциях научных журналов ПГНИУ.

Биография автора

Марина Владимировна Позовникова, Всероссийский научно-исследовательский институт генетики и разведения сельскохозяйственных жи-вотных — филиал ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр животноводства — ВИЖ имени академика Л.К. Эрнста», пос. Тярлево, Россия

кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории молекулярной генетики
Crossref
Scopus
Google Scholar
Europe PMC

Библиографические ссылки

Бессарабов Б.Ф., Крыканов А.А., Киселев А.Л. Инкубация яиц сельскохозяйственной птицы: учеб. пособие для СПО. СПб.: Лань, 2021. 160 с.

Челнокова М., Сулейманов Ф., Челноков А. Синергетическое воздействие переменной температуры и красного светодиодного освещения во время инкубации на рост, метаболизм куриных эмбрионов и качество суточных цыплят яичного кросса // Развитие агропромышленного комплекса на основе совре-менных научных достижений и цифровых технологий: материалы Всерос.науч.-практ. конф. Великие Луки, 2022. С. 149–152.

Abdalla B.A. et al. Genomic insights into the multiple factors controlling abdominal fat deposition in a chicken model // Front Genet. 2018. Vol. 9. P. 262. DOI: 10.3389/fgene.2018.00262. EDN: SGUUEP.

Agbu P., Carthew R.W. MicroRNA-mediated regulation of glucose and lipid metabolism // Nature reviews Molecular cell biology. 2021. Vol. 22, № 6. P. 425–438. DOI: 10.1038/s41580-021-00354-w. EDN: UJSSMA.

Ailhaud G., Grimaldi P., Negrel R. Cellular and molecular aspects of adipose tissue development // Annual review of nutrition. 1992. Vol. 12, № 1. P. 207–233. DOI: 10.1146/annurev.nu.12.070192.001231.

Bartel D.P. microRNAs: Genomics, Biogenesis, Mechanism, and Function // Cell. 2004. Vol. 116. P. 281–297. DOI: 10.1016/S0092-8674(04)00045-5. EDN: MFRRCB.

Birsoy K., Chen Z., Friedman J. Transcriptional regulation of adipogenesis by KLF4 // Cell metabolism. 2008. Vol. 7, № 4. P. 339–347. DOI: 10.1016/j.cmet.2008.02.001.

Braun E.J., Sweazea K.L. Glucose regulation in birds // Comparative Biochemistry and Physiology. Part B: Biochemistry and Molecular Biology. 2008. Vol. 151, № 1. P. 1–9. DOI: 10.1016/j.cbpb.2008.05.007.

Burley R.W., Evans A.J., Pearson J.A. Molecular aspects of the synthesis and deposition of hens’ egg yolk with special reference to low density lipoprotein // Poultry science. 1993. Vol. 72, № 5. P. 850–855. DOI: 10.3382/ps.0720850.

Burt D.W. Emergence of the chicken as a model organism: implications for agriculture and biology // Poultry science. 2007. Vol. 86, № 7. P. 1460–1471. DOI: 10.1093/ps/86.7.1460. EDN: ESKKDE.

Chen P. et al. Developmental regulation of adipose tissue growth through hyperplasia and hypertrophy in the embryonic Leghorn and broiler // Poultry science. 2014. Vol. 93, № 7. P. 1809–1817. DOI: 10.3382/ps.2013-03816.

Eresheim C. et al. Expression of microsomal triglyceride transfer protein in lipoprotein-synthesizing tis-sues of the developing chicken embryo // Biochimie. 2014. Vol. 101. P. 67–74. DOI: 10.1016/j.biochi.2013.12.020.

Cogburn L.A. et al. Transcriptional profiling of liver during the critical embryo-to-hatchling transition pe-riod in the chicken (Gallus gallus) // BMC genomics. 2018. Vol. 19. P. 1–37. DOI: 10.1186/s12864-018-5080-4.

Cui H. et al. Identification of differentially expressed genes and pathways for intramuscular fat metabo-lism between breast and thigh tissues of chickens // BMC genomics. 2018. Vol. 19. P. 1–9. DOI: 10.1186/s12864-017-4292-3.

Cui H. et al. A selected population study reveals the biochemical mechanism of intramuscular fat depo-sition in chicken meat // Journal of Animal Science and Biotechnology. 2022. Vol. 13, № 1. P. 54. DOI: 10.1186/s40104-022-00705-3.

Dagher R., Massie R., Gentil B.J. MTP deficiency caused by HADHB mutations: Pathophysiology and clinical manifestations // Molecular Genetics and Metabolism. 2021. Vol. 133, № 1. P. 1–7. DOI: 10.1016/j.ymgme.2021.03.010. EDN: GVBWNF.

Đaković N. et al. The loss of adipokine genes in the chicken genome and implications for insulin metabo-lism // Molecular biology and evolution. 2014. Vol. 31, № 10. P. 2637–2646. DOI: 10.1093/molbev/msu208. EDN: URQELL.

Darnell D.K. et al. MicroRNA expression during chick embryo development // Developmental Dynamics. 2006. Vol. 235, № 11. P. 3156–3165. DOI: 10.1002/dvdy.20956.

Dayan J. et al. Incubation Temperature Affects Yolk Utilization through Changes in Expression of Yolk Sac Tissue Functional Genes // Poultry science. 2020. Vol. 99. P. 6128–6138. DOI: 10.1016/j.psj.2020.07.037. EDN: VHRIZP.

De Oliveira J.E., Uni Z., Ferket P.R. Important metabolic pathways in poultry embryos prior to hatch // World's Poultry Science Journal. 2008. Vol. 64, № 4. P. 488–499. DOI: 10.1017/S0043933908000160.

Dridi S. et al. The regulation of stearoyl-CoA desaturase gene expression is tissue specific in chickens // Journal of Endocrinology. 2007. Vol. 192, № 1. P. 229–236. DOI: 10.1677/JOE-06-0070.

Feast M. et al. The effect of temporary reductions in incubation temperature on growth characteristics and lipid utilisation in the chick embryo // The Journal of Anatomy. 1998. Vol. 193, № 3. P. 383–390. DOI: 10.1046/j.1469-7580.1998.19330383.x.

Fu C.Y. et al. Supplementing conjugated linoleic acid in breeder hens diet increased conjugated linoleic acid incorporation in liver and alters hepatic lipid metabolism in chick offspring // British Journal of Nutrition. 2022. Vol. 127, № 10. P. 1443–1454. DOI: 10.1017/S0007114521000763. EDN: ZCRXNO.

Guo L. et al. Comparison of adipose tissue cellularity in chicken lines divergently selected for fatness // Poultry Science. 2011. Vol. 90, № 9. P. 2024–2034. DOI: 10.3382/ps.2010-00863.

Hicks J.A., Tembhurne P., Liu H.C. MicroRNA expression in chicken embryos // Poultry science. 2008. Vol. 87, № 11. P. 2335–2343. DOI: 10.3382/ps.2008-00114.

Hicks J.A., Porter T.E., Liu H.C. Identification of microRNAs controlling hepatic mRNA levels for meta-bolic genes during the metabolic transition from embryonic to posthatch development in the chicken // BMC genomics. 2017. Vol. 18. P. 1–15. DOI: 10.1186/s12864-017-4096-5. EDN: VSRSIK.

Hicks J.A. et al. Delayed feeding alters transcriptional and post-transcriptional regulation of hepatic met-abolic pathways in peri-hatch broiler chicks // Genes. 2019. Vol. 10, № 4. Art. 272. DOI: 10.3390/genes10040272.

Hicks J.A., Liu H.C. Expression Signatures of microRNAs and Their Targeted Pathways in the Adipose Tissue of Chickens during the Transition from Embryonic to Post-Hatch Development // Genes. 2021. Vol. 12, № 2. Art. 196. DOI: 10.3390/genes12020196. EDN: BDYWBB.

Huang H.Y. et al. Integrated analysis of microRNA and mRNA expression profiles in abdominal adipose tissues in chickens // Scientific reports. 2015. Vol. 5, № 1. Art. 16132. DOI: 10.1038/srep16132.

Iraqi E. et al. Effect of thermal manipulation on embryonic development, hatching process, and chick quality under heat-stress conditions // Poultry Science. 2024. Vol. 103, № 1. Art. 103257. DOI: 10.1016/j.psj.2023.103257. EDN: BCKCQE.

Jo J. et al. Hypertrophy and/or hyperplasia: dynamics of adipose tissue growth // PLoS computational biology. 2009. Vol. 5, № 3. Art. e1000324. DOI: 10.1371/journal.pcbi.1000324.

Kotagama K., McJunkin K. Recent advances in understanding microRNA function and regulation in C. elegans // Seminars in Cell & Developmental Biology. Academic Press. 2024. Vol. 154. P. 4–13. DOI: 10.1016/j.semcdb.2023.03.011. EDN: GBNWFJ.

Lee R.C., Feinbaum R.L., Ambros V. The C. elegans heterochronic gene lin-4 encodes small RNAs with antisense complementarity to lin-14 // Cell. 1993. Vol. 75. P. 843–854.

Li H., Li Z., Liu X. An overall view of the regulation of hepatic lipid metabolism in chicken revealed by new-generation sequencing // Poultry Science. IntechOpen, London, UK. 2017. P. 133–147. DOI: 10.5772/64970.

Li X. et al. A novel candidate gene CLN8 regulates fat deposition in avian // Journal of Animal Science and Biotechnology. 2023. Vol. 14, № 1. Art. 70. DOI: 10.1186/s40104-023-00864-x. EDN: MXIHYQ.

Liao L. et al. Exploring the role of miRNAs in early chicken embryonic development and their signifi-cance // Poultry Science. 2023. Vol. 102, № 12. Art. 103105. DOI: 10.1016/j.psj.2023.103105. EDN: TPKPDP.

Lin X. et al. MicroRNA 33 Potentially Participates in the Development of Goose Fatty Liver via Its Tar-get Gene CROT // Research Square. 2021. 19 February. Preprint (Version 1). DOI: 10.21203/rs.3.rs-210181/v1.

Liu J. et al. Protein profiles for muscle development and intramuscular fat accumulation at different post-hatching ages in chickens // PLoS One. 2016. Vol. 11, № 8. Art. e0159722. DOI: 10.1371/journal.pone.0159722.

Liu J. et al. Dynamic transcriptomic analysis of breast muscle development from the embryonic to post-hatching periods in chickens // Frontiers in Genetics. 2020a/b. Vol. 10. Art. 1308. DOI: 10.3389/fgene.2019.01308. EDN: UDSOLP.

Liu R. et al. Uncovering the embryonic development-related proteome and metabolome signatures in breast muscle and intramuscular fat of fast-and slow-growing chickens // BMC genomics. 2017. Vol. 18. P. 1–15. DOI: 10.1186/s12864-017-4150-3. EDN: LLIXBO.

Liu Y. et al. Developmental changes in hepatic lipid metabolism of chicks during the embryonic periods and the first week of posthatch // Poultry Science. 2020a/b. Vol. 99, № 3. P. 1655–1662. DOI: 10.1016/j.psj.2019.11.004. EDN: FYGLFY.

Lu Z. et al. Increased fat synthesis and limited apolipoprotein B cause lipid accumulation in the liver of broiler chickens exposed to chronic heat stress // Poultry Science. 2019. Vol. 98, № 9. P. 3695–3704. DOI: 10.3382/ps/pez056.

Luo L., Liu M. Adipose tissue in control of metabolism // Journal of endocrinology. 2016. Vol. 231, № 3. P. R77–R99. DOI: 10.1530/JOE-16-0211.

Mauvoisin D. et al. Role of the PI3-kinase/mTor path way in the regulation of the stearoyl CoA desatu-rase (SCD1) gene expression by insulin in liver. // Journal of cell communication and signaling. 2007. Vol 1. P. 113–125. DOI: 10.1007/s12079-007-0011-1. EDN: LENMIK.

Moran E.T.Jr. Nutrition of the developing embryo and hatchling // Poultry science. 2007. Vol. 86, № 5. P. 1043–1049. DOI: 10.1093/ps/86.5.1043.

Munyaneza J.P. et al. Genome-wide association studies of meat quality traits in chickens: a review // Ko-rean Journal of Agricultural Science. 2022. Vol. 49, № 3. P. 407–420. DOI: 10.7744/kjoas.20220029. EDN: NLLTIU.

Nematbakhsh S. et al. Molecular regulation of lipogenesis, adipogenesis and fat deposition in chicken // Genes. 2021. Vol. 12, № 3. Art. 414. DOI: 10.3390/genes12030414. EDN: NOOUTB.

Nimpf J., Radosavljevic M., Schneider W.J. Specific postendocytic proteolysis of apolipoprotein B in oo-cytes does not abolish receptor recognition // Proceedings of the National Academy of Sciences. 1989. Vol. 86, № 3. P. 906–910. DOI: 10.1073/pnas.86.3.906.

Noble R.C., Cocchi M. Lipid metabolism and the neonatal chicken // Progress in lipid research. 1990. Vol. 29, № 2. P. 107-140.

Novák J. et al. Mechanistic role of microRNAs in coupling lipid metabolism and atherosclerosis // mi-croRNA: Basic Science: From Molecular Biology to Clinical Practice. 2015. P. 79–100. DOI: 10.1007/978-3-319-22380-3_5. EDN: WRRTTP.

Pan R. et al. Weighted single-step GWAS identified candidate genes associated with carcass traits in a Chinese yellow-feathered chicken population // Poultry Science. 2024. Vol. 103, № 2. Art. 103341. DOI: 10.1016/j.psj.2023.103341. EDN: XMNCNX.

Pasquinelli A.E. et al. Conservation of the sequence and temporal expression of let-7 heterochronic regu-latory RNA // Nature. 2000. Vol. 408. P. 86–89. DOI: 10.1038/35040556.

Peebles E.D. et al. Effects of incubational humidity and hen age on embryo composition in broiler hatch-ing eggs from young breeders // Poultry Science. 2001a/b. Vol. 80, № 9. P. 1299–1304. DOI: 10.1093/ps/80.9.1299.

Peebles E.D. et al. Breeder age influences embryogenesis in broiler hatching eggs // Poultry Science. 2001a/b. Vol. 80, № 3. P. 272–277. DOI: 10.1093/ps/80.3.272.

Peng M. et al. Proteomics reveals changes in hepatic proteins during chicken embryonic development: an alternative model to study human obesity // BMC genomics. 2018. Vol. 19. P. 1–15. DOI: 10.1186/s12864-017-4427-6. EDN: PAOKEZ.

Petit A. et al. Ontogeny of hepatic metabolism in two broiler lines divergently selected for the ultimate pH of the Pectoralis major muscle // BMC genomics. 2024. Vol. 25, № 1. Art. 438. DOI: 10.1186/s12864-024-10323-0. EDN: TXTBHY.

Pitel F. et al. Is there a leptin gene in the chicken genome? Lessons from phylogenetics, bioinformatics and genomics // General and comparative endocrinology. 2010. Vol. 167, № 1. P. 1–5. DOI: 10.1016/j.ygcen.2009.10.006.

Proszkowiec-Weglarz M., Richards M.P. Expression and activity of the 5′-adenosine monophosphate-activated protein kinase pathway in selected tissues during chicken embryonic development // Poultry science. 2009. Vol. 88, № 1. P. 159–178. DOI: 10.3382/ps.2008-00262.

Qiu F. et al. Lower expression of SLC27A1 enhances intramuscular fat deposition in chicken via down-regulated fatty acid oxidation mediated by CPT1A // Frontiers in physiology. 2017. Vol. 8. Art. 449. DOI: 10.3389/fphys.2017.00449.

Schneider W.J. Low density lipoprotein receptor relatives in chicken ovarian follicle and oocyte devel-opment // Cytogenetic and Genome Research. 2007. Vol. 117, № 1–4. P. 248–255. DOI: 10.1159/000103186.

Shao F. et al. Expression of miR-33 from an SREBP2 intron inhibits the expression of the fatty acid oxi-dation-regulatory genes CROT and HADHB in chicken liver // British poultry science. 2019. Vol. 60, № 2. P. 115–124. DOI: 10.1080/00071668.2018.1564242.

Shen N. et al. Liver proteomics analysis reveals the differentiation of lipid mechanism and antioxidant enzyme activity during chicken embryonic development // International Journal of Biological Macromolecules. 2023. № 253. Art. 127417. DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2023.127417. EDN: PTIMVY.

Simon J. Chicken as a useful species for the comprehension of insulin action // Critical Reviews in Poul-try Biology. 1989. Vol. 2. P. 121–148.

Speake B.K., Murray A.M., Noble R.C. Transport and transformations of yolk lipids during development of the avian embryo // Progress in lipid research. 1998. Vol. 37, № 1. P. 1–32. DOI: 10.1016/S0163-7827(97)00012-X. EDN: XLLYFF.

Strittmatter P. Purification and properties of rat liver microsomal stearyl coenzyme A desaturase // Pro-ceedings of the National Academy of Sciences. 1974. Vol. 71, № 11. P. 4565–4569. DOI: 10.1073/pnas.71.11.4565.

Sweazea K.L. Revisiting glucose regulation in birds–a negative model of diabetes complications // Com-parative Biochemistry and Physiology Part B: Biochemistry and Molecular Biology. 2022. Vol. 262. Art. 110778. DOI: 10.1016/j.cbpb.2022.110778. EDN: FYJGJM.

Tarugi P. et al. Absence of apolipoprotein B-48 in the chick, Gallus domesticus // Journal of Lipid Re-search. 1990. Vol. 31, № 3. P. 417–427. DOI: 10.1016/S0022-2275(20)43164-5.

Tian J. et al. A single nucleotide polymorphism of chicken acetyl-CoA carboxylase A gene associated with fatness traits // Animal Biotechnology. 2009. Vol. 21, № 1. P. 42–50. DOI: 10.1080/10495390903347009.

Tian W. et al. Chromatin interaction responds to breast muscle development and intramuscular fat dep-osition between Chinese indigenous chicken and fast-growing broiler // Frontiers in cell and developmental biol-ogy. 2021. Vol. 9. Art. 782268. DOI: 10.3389/fcell.2021.782268. EDN: YPEGXN.

Tona K. et al. Chicken incubation conditions: role in embryo development, physiology and adaptation to the post-hatch environment // Frontiers in Physiology. 2022. Vol. 13. Art. 895854. DOI: 10.3389/fphys.2022.895854.

van der Wagt I. et al. A review on yolk sac utilization in poultry // Poultry Science. 2020. Vol. 99, № 4. P. 2162–2175. DOI: 10.1016/j.psj.2019.11.041. EDN: YQXRUE.

Wang G. et al. Factors affecting adipose tissue development in chickens: A review // Poultry science. 2017. Vol. 96, № 10. P. 3687–3699. DOI: 10.3382/ps/pex184.

Wang P. et al. Activation of skeletal ChREBP-mediated de novo lipogenesis increases intramuscular fat content in chickens // Animal Nutrition. 2024. Vol. 18. P. 107–118. DOI: 10.1016/j.aninu.2024.04.006. EDN: BMLWNS.

Wei W. et al. Identification of central regulators related to abdominal fat deposition in chickens based on weighted gene co-expression network analysis // Poultry Science. 2024. Vol. 103, № 3. Art. 103436. DOI: 10.1016/j.psj.2024.103436.

Xing S. et al. RNA-seq analysis reveals hub genes involved in chicken intramuscular fat and abdominal fat deposition during development // Frontiers in Genetics. 2020. Vol. 11. Art. 1009. DOI: 10.3389/fgene.2020.01009. EDN: USUWEE.

Xing S. et al. Time course transcriptomic study reveals the gene regulation during liver development and the correlation with abdominal fat weight in chicken // Frontiers in Genetics. 2021. Vol. 12. Art. 723519. DOI: 10.3389/fgene.2021.723519. EDN: HSFTGH.

Yadgary L. et al. Yolk sac nutrient composition and fat uptake in late-term embryos in eggs from young and old broiler breeder hens // Poultry Science. 2010. Vol. 89, № 11. P. 2441–2452. DOI: 10.3382/ps.2010-00681.

Zhang H. et al. Haplotype-based genome-wide association studies for carcass and growth traits in chick-en // Poultry science. 2020. Vol. 99, № 5. P. 2349–2361. DOI: 10.1016/j.psj.2020.01.009. EDN: MTLHYM.

Zhang X. et al. Characterization of the chicken melanocortin 5 receptor and its potential role in regulat-ing hepatic glucolipid metabolism // Frontiers in Physiology. 2022. Vol. 13. Art. 917712. DOI: 10.3389/fphys.2022.917712. EDN: CRJQVM.

Zhu J. et al. RNA sequencing identifies key genes involved in intramuscular fat deposition in chickens at different developmental stages // BMC genomics. 2024. Vol. 25, № 1. Art. 219. DOI: 10.1186/s12864-023-09819-y. EDN: IOHCIA.