The microRNA, miR-29c, participates in muscle development through targeting the YY1 gene and is associated with postmortem muscle pH in pigs

Abstract

Previous studies indicated that miR-29c is important for muscle development in mice and human, but its role in pigs is unknown. In this study, we detected the expression of miR-29c in Meishan longissimus lumborum (LL) muscle. The results showed that miR-29c was gradually upregulated during development of skeletal muscle in pig. Moreover, the expression of YY1 and Akt3 genes, which were confirmed to be targeted by miR-29c in mice, was decreased along with muscle development. Furthermore, the expression level of miR-29c was significantly higher in adult Meishan pigs than Large White pigs, while the expression of YY1 and Akt3 genes was significantly lower in Meishan pigs. These results indicated that the expression pattern of miR-29c was opposite to that of YY1 and Akt3 genes in pigs. Also, the luciferase assay indicated that miR-29s can target the YY1 gene in pigs. In addition, we identified a T to C mutation in the primary transcript of miR-29c, which was associated with the postmortem muscle pH in pigs. Based on these results, we concluded that miR-29c is also important in skeletal muscle development of pigs.

Keywords

pig / miR-29c / skeletal muscle / expression / SNP

References

[1] Brozinick J T Jr, Roberts B R, Dohm G L. Defective signaling through Akt-2 and-3 but not Akt-1 in insulin-resistant human skeletal muscle: potential role in insulin resistance. Diabetes, 2003, 52(4): 935–941

[2] Wang L, Zhou L, Jiang P, Lu L, Chen X, Lan H, Guttridge D C, Sun H, Wang H. Loss of miR-29 in myoblasts contributes to dystrophic muscle pathogenesis. Molecular Therapy, 2012, 20(6): 1222–1233

[3] Bartel D P. MicroRNAs: genomics, biogenesis, mechanism, and function. Cell, 2004, 116(2): 281–297

[4] Tiao M M, Wang F S, Huang L T, Chuang J H, Kuo H C, Yang Y L, Huang Y H. MicroRNA-29a protects against acute liver injury in a mouse model of obstructive jaundice via inhibition of the extrinsic apoptosis pathway. Apoptosis, 2012, 19(1): 30–41 

[5] Kwiecinski M, Elfimova N, Noetel A, Töx U, Steffen H M, Hacker U, Nischt R, Dienes H P, Odenthal M. Expression of platelet-derived growth factor-C and insulin-like growth factor I in hepatic stellate cells is inhibited by miR-29. Laboratory Investigation, 2012, 92(7): 978–987

[6] Wei W, He H B, Zhang W Y, Zhang H X, Bai J B, Liu H Z, Cao J H, Chang K C, Li X Y, Zhao S H. MiR-29 targets Akt3 to reduce proliferation and facilitate differentiation of myoblasts in skeletal muscle development. Cell Death & Disease, 2013, 4(6): e668

[7] Kriegel A J, Liu Y, Fang Y, Ding X, Liang M. The miR-29 family: genomics, cell biology, and relevance to renal and cardiovascular injury. Physiological Genomics, 2012, 44(4): 237–244

[8] Ouyang Y B, Xu L, Lu Y, Sun X, Yue S, Xiong X X, Giffard R G. Astrocyte-enriched miR-29a targets PUMA and reduces neuronal vulnerability to forebrain ischemia. Wiley Periodicals, 2013, 61: 1784–1794

[9] Nijhuis A, Biancheri P, Lewi A, Bishop C L, Giuffrida P, Chan C, Feakins R, Poulsom R, Di Sabatino A, Corazza G R, MacDonald T T, Lindsay J O, Silver A R. In Crohn’s disease fibrosis reduced expression of the miR-29 family enhances collagen expression in intestinal fibroblasts. Clinical Science, 2014, 127(5): 341–350

[10] Bandyopadhyay S, Friedman R C, Marquez R T, Keck K, Kong B, Icardi M S, Brown K E, Burge C B, Schmidt W N, Wang Y, McCaffrey A P. Hepatitis C virus infection and hepatic stellate cell activation downregulate miR-29: miR-29 overexpression reduces hepatitis C viral abundance in culture. Journal of Infectious Diseases, 2011, 203(12): 1753–1762

[11] Morita S, Horii T, Kimura M, Ochiya T, Tajima S, Hatada I. MiR-29 represses the activities of DNA methyltransferases and DNA demethylases. International Journal of Molecular Sciences, 2013, 14(7): 14647–14658

[12] Franceschetti T, Kessler C B, Lee S K, Delany A M. miR-29 promotes murine osteoclastogenesis by regulating osteoclast commitment and migration. Journal of Biological Chemistry, 2013, 288(46): 33347–33360

[13] Wang Y, Zhang X, Li H, Yu J, Ren X. The role of miRNA-29 family in cancer. European Journal of Cell Biology, 2013, 92(3): 123–128

[14] Wang H, Garzon R, Sun H, Ladner K J, Singh R, Dahlman J, Cheng A, Hall B M, Qualman S J, Chandler D S, Croce C M, Guttridge D C. NF-κB–YY1–miR-29 regulatory circuitry in skeletal myogenesis and rhabdomyosarcoma. Cancer Cell, 2008, 14(5): 369–381

[15] CaLLara  F R, Moi  M, dos Santos Luan  S. Carcass characteristics and qualitative attributes of pork from immunocastrated animals. Asian-Australas Journal of Animal Science, 2013，26(11): 1630–1636

[16] Zhou L, Wang L, Lu L, Jiang P, Sun H, Wang H. A novel target of microRNA-29, Ring1 and YY1-binding protein (Rybp), negatively regulates skeletal myogenesis. Journal of Biological Chemistry, 2012, 287(30): 25255–25265

[17] Kalenik J L, Chen D, Bradley M E. Yeast two-hybrid cloning of a novel zinc finger protein that interacts with the multifunctional transcription factor YY1. Nucleic Acids Research, 1997, 25(4): 843–849

[18] Shi Y, Seto E, Chang L S, Shenk T. Transcriptional repression by YY1, a human GLI-Krüippel-related protein, and relief of repression by adenovirus E1A protein. Cell, 1991, 67(2): 377–388

[19] Lu L, Zhou L, Chen E Z, Sun K, Jiang P, Wang L, Su X, Sun H, Wang H. A Novel YY1-miR-1 regulatory circuit in skeletal myogenesis revealed by genome-wide prediction of YY1-miRNA network. PLoS ONE, 2012, 7(2): e27596

[20] Monin G, Sellier P. Pork of low technological quality with a normal rate of muscle pH fall in the immediate post-mortem period: the case of the Hampshire breed. Meat Science, 1985, 13(1): 49–63 

[21] Sterten H, Oksbjerg N, Frøystein T, EkkerA S, Kjos N P. Effects of fasting prior to slaughter on pH development and energy metabolism post-mortem in M. longissimus dorsi of pigs. Meat Science, 2010, 84(1): 93–100

[22] Cunningham J T, Rodgers J T, Arlow D H, Vazquez F, Mootha V K, Puigserver P. mTOR controls mitochondrial oxidative function through a YY1-PGC-1alpha transcriptional complex. Nature, 2007, 450(7170): 736–740

[23] Dummler B, Tschopp O, Hynx D, Yang Z Z, Dirnhofer S, Hemmings B A. Life with a single Isoform of Akt: mice lacking Akt2 and Akt3 are viable but display impaired glucose homeostasis and growth deficiencies. Molecular and Cellular Biology, 2006, 26(21): 8042–8051

[24] Blattler S M, Cunningham J T, Verdeguer F, Chim H, Haas W, Liu H, Romanino K, Ruegg M A, Gygi S P, Shi Y, Puigserver P. Yin Yang 1 deficiency in skeletal muscle protects against rapamycin-induced diabetic-like symptoms through activation of insulin/IGF signaling. Cell Metabolism, 2012, 15(4): 505–517

Acknowledgements

This work was supported by the National Outstanding Youth Foundation of NSFC (31025026), National Basic Research Program of China (2012CB124702), and New Breed Creation Using Transgenic Methods (2014ZX0800950B).

The online version of this article at http://dx.doi.org/10.15302/J-FASE-2015075 contains supplementary material (Appendix A).

Weiya Zhang, Wei Wei, Yuanyuan Zhao, Shuhong Zhao, and Xinyun Li declare that they have no conflict of interest or financial conflicts to disclose.

All applicable institutional and national guidelines for the care and use of animals were followed.

RIGHTS & PERMISSIONS

Higher Education Press and Springer-Verlag Berlin Heidelberg