曹龍凱,郭春華*
(1.西南民族大學(xué)生命與技術(shù)學(xué)院,成都 610041;2.動物遺傳育種國家民委教育部重點實驗室,成都 610041)
肌動蛋白(β-actin,ACTB)是一種細(xì)胞質(zhì)肌動蛋白,是細(xì)胞骨架的重要組成部分,是最主要的非肌動蛋白或胞質(zhì)肌動蛋白異形體,在大多數(shù)非肌肉細(xì)胞以及未分化的成肌細(xì)胞中表達(dá)。肌動蛋白有6種不同的異構(gòu)體,根據(jù)等電點的不同,分為α、β、γ 3種。幾乎參與了真核細(xì)胞中所有的生理過程,如維持細(xì)胞骨架的完整、細(xì)胞分裂、細(xì)胞分化、染色體運(yùn)動、細(xì)胞器運(yùn)動、細(xì)胞流動等。從線蟲到人類,肌動蛋白在不同細(xì)胞中都有著數(shù)量高而穩(wěn)定的表達(dá),魚類、兩棲類、鳥類、哺乳類等不同類群脊椎動物ACTB氨基酸序列同源性均在96%以上,表明ACTB基因的高度保守性[1-2]。此外,ACTB基因還具有高表達(dá)量,表達(dá)穩(wěn)定的特點,因此常被作為內(nèi)參基因[3]。
貴州香豬是中國本地豬的一種,是國家二級稀有動物,是醫(yī)用實驗動物和加工高檔豬肉產(chǎn)品最佳材料,且具有很高的育種潛力。貴州香豬ACTB基因的研究少,本試驗對其進(jìn)行了克隆和序列分析,為進(jìn)一步研究香豬ACTB基因的結(jié)構(gòu)和功能提供了理論依據(jù),同時也為香豬其他功能基因的研究提供可靠的分子內(nèi)標(biāo)。
香豬購于貴州大學(xué)種豬場。
大腸桿菌DH5α、動物組織總RNA提取試劑盒和瓊脂糖凝膠DNA回收試劑盒均購自天根生化科技有限公司;DNA聚合酶(Ex taq)、PMD19-T載體試劑盒和MarkerⅢ購自寶生物工程有限責(zé)任公司;反轉(zhuǎn)錄酶(E6300S)購自NEB公司。
隨機(jī)選取貴州香豬,宰殺后取其背最長肌(眼?。┎课患∪饨M織凍存于液氮中。
參照GenBank上發(fā)表的野豬的ACTB基因的RNA序列(XM_003124280.2),采用Primer 6.0軟件設(shè)計一對引物,用來擴(kuò)增香豬的ACTB基因的CDS區(qū),由上海英駿生物技術(shù)有限公司合成。
引物序列為:上游引物5′-ATGGATGACGAT ATTGCT-3′,下游引物5-CA′AGTATTAAGGCGAA?GA-3,PC′R產(chǎn)物全長1 596 bp,包含了ACTB基因的完整CDS區(qū)。
取約香豬肌肉組織20 mg,用液氮進(jìn)行研磨,待樣品被磨碎后,融化之前,迅速將其轉(zhuǎn)移到裝有裂解液(含有β-巰基乙醇)的2 mL EP管中,利用電動勻漿儀將其進(jìn)一步研碎,最后按照動物組織總RNA提取試劑盒提取總RNA,通過紫外分光光度儀來測定RNA的濃度。
以香豬肌肉組織總RNA為模板,Oligo dT為反轉(zhuǎn)錄引物,參照NEB公司反轉(zhuǎn)錄酶(E6300S)說明書合成cDNA。以cDNA為模板,Ex taq聚合酶為PCR反應(yīng)酶,進(jìn)行PCR擴(kuò)增。反應(yīng)參數(shù)設(shè)置為95℃5 min,5℃1 min,59℃1 min,72℃2 min,35個循環(huán),72℃5 min。PCR產(chǎn)物用1%的瓊脂糖凝膠電泳檢測。
PCR產(chǎn)物經(jīng)DNA回收試劑盒回收純化后,連接于PMD19-T克隆載體上,轉(zhuǎn)化到工程菌E.coli DH5α感受態(tài)細(xì)胞中,培養(yǎng)于LB固體培養(yǎng)基(含Amp)中,通過藍(lán)白斑篩選,挑菌培養(yǎng),最后菌液PCR鑒定目的基因。由上海英駿生物技術(shù)公司測序。
運(yùn)用DNAMAN工具,將測序結(jié)果與GeneBank數(shù)據(jù)庫中公布的已知序列進(jìn)行同源性比對。并采用Clustal X、MEGA4.1軟件對測序結(jié)果進(jìn)行多序列比對分析及建立系統(tǒng)演化樹。
總RNA的提取結(jié)果見圖1。
圖1 RNA圖
由圖1可知,在16 s和28 s處清晰可見條帶,總RNA提取完整。
PCR擴(kuò)增結(jié)果見圖2。
圖2 PCR目的片段
由圖2可知,PCR產(chǎn)物通過瓊脂糖凝膠電泳檢測,在1 596 bp處可見目的條帶。
序列分析見圖3。
由圖3可知,基因序列測定表明,克隆得到的ACTB序列長度為1 596 bp,包含了ACTB基因的全長CDS區(qū),編碼一個由376個氨基酸組成的多肽,與GeneBank上發(fā)表的序列大小相符。
進(jìn)化樹分析見圖4。
圖3 香豬的ACTB基因cDNA序列及氨基酸序列
圖4 貴州香豬ACTB基因的系統(tǒng)演化樹
由圖4可知,貴州香豬ACTB基因與GeneBank上發(fā)表的野豬、山羊、牛、人和原雞的序列同源性分別為99.37%、95.56%、95.01%、93.88%和86.87%。序列登錄號分別為野豬ACTB基因(XM_003124280.2)、山羊ACTB基因(NM_001009784)、牛ACTB基因(NM_173979)、人的ACTB基因(NM_001101)和原雞ACTB基因(NM_205518.1)。其中與野豬同源性最高,與原雞的同源性最低,這與系統(tǒng)演化樹所說明的一致。
本試驗對貴州香豬ACTB基因的克隆,在國內(nèi)外是首次報道。目前ACTB基因的研究在節(jié)肢動物、軟體動物等方面有所報道[4-5]。ACTB基因編碼區(qū)具有高度保守性,這可能與其參與構(gòu)成細(xì)胞骨架等重要功能密切相關(guān)[6-7]。近年來有研究認(rèn)為,ACTB基因不適合作為內(nèi)參基因,有多種因素影響其表達(dá),有胰島素、氫化可的松、β-雌二醇等生物刺激能夠影響其表達(dá),不同生長階段、某種疾病都會影響ACTB基因的表達(dá)量也不同[8-10]。因此也有人采用GAPDH和18 s等作為內(nèi)參基因,但是ACTB基因仍然是最常用的內(nèi)參基因[11-12]。本研究克隆ACTB基因序列可作為中國本地豬的基因序列參照,為后續(xù)ACTB蛋白質(zhì)的表達(dá)提供理論依據(jù),并可用于制備多克隆抗體,作為研究香豬蛋白的表達(dá)水平的參照。
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