郭曉紅,李 萌,高鵬飛,曹果清,成志敏,張寧芳,樂寶玉,劉劍鋒,劉小軍,李步高*
(1. 山西農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院,太谷 030801; 2. 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院 農(nóng)業(yè)部動物遺傳育種與繁殖國家重點實驗室,北京 100193; 3. 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)牧醫(yī)工程學(xué)院,鄭州 450002)
BTB(Broad complex, tramtrack, bricabrac)蛋白家族在轉(zhuǎn)錄的抑制和激活、染色質(zhì)重塑以及細胞骨架的構(gòu)建上發(fā)揮重要作用[1]。BTB蛋白既是轉(zhuǎn)錄激活劑,也是轉(zhuǎn)錄抑制劑[2-5],可通過在核小體上的旋轉(zhuǎn)和重建來激活轉(zhuǎn)錄[6],還可通過招募轉(zhuǎn)錄輔阻遏物[7-9]抑制轉(zhuǎn)錄因子的活性,進一步抑制相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄活性[10-12]。鋅指蛋白(Zinc finger protein, ZF)為常見的一類轉(zhuǎn)錄調(diào)控蛋白,主要通過與靶基因特異性序列結(jié)合,以及與自身或其他鋅指蛋白的結(jié)合,來調(diào)節(jié)靶基因的表達,使之適應(yīng)生物體發(fā)育、分化和成熟等不同階段個體的需要[13]。研究發(fā)現(xiàn),大約有5%~10%的C2H2型鋅指蛋白的N端含有BTB結(jié)構(gòu)域[14],這便形成一類新的轉(zhuǎn)錄因子-BTB/POZ和鋅指蛋白 (BTB/POZ-ZF)家族。該家族通常與其他轉(zhuǎn)錄因子或者輔因子共同作用形成轉(zhuǎn)錄復(fù)合體從而激活或者抑制轉(zhuǎn)錄。Myoneurin(MYNN)是BTB/POZ-ZF家族的一員,其蛋白包括1個BTB/POZ結(jié)構(gòu)域和8個串聯(lián)重復(fù)的C2H2類型的鋅指結(jié)構(gòu)[15-16],在基因的表達調(diào)控上具有重要作用。
MYNN已在小鼠的胚胎細胞中被鑒定出來,并且發(fā)現(xiàn)與人的MYNN序列具有較高的同源性[17]。前人研究發(fā)現(xiàn),MYNN在哺乳動物各個組織中均有表達[18-20]。通過分析MYNN的整個結(jié)構(gòu)并檢測其在人肌肉組織中的表達規(guī)律,發(fā)現(xiàn)MYNN可以在人的肌肉組織中調(diào)控某些基因的表達[16]。研究發(fā)現(xiàn),若將神經(jīng)切斷或細胞核突觸外的軸突切斷,MYNN的表達會出現(xiàn)異常,說明MYNN是介導(dǎo)突觸特異基因表達的候選基因[17]。另外還有研究認(rèn)為,MYNN是潛在的促癌因子[21],因此,其生物學(xué)功能及與腫瘤的發(fā)生發(fā)展關(guān)系值得進一步剖析。
目前,國內(nèi)外關(guān)于MYNN基因的研究主要集中在人和鼠上,關(guān)于豬MYNN的研究尚未見報道。本研究利用RT-PCR等技術(shù)對豬MYNN基因的全長CDS區(qū)進行克隆,并對其編碼蛋白的結(jié)構(gòu)與功能進行預(yù)測,采用實時熒光定量PCR(Quantitative real-time PCR,qPCR)技術(shù)對馬身豬各組織表達譜及特定組織的發(fā)育性表達規(guī)律進行研究,從而為豬MYNN基因生物學(xué)功能的深入研究提供一定的理論依據(jù)。
本試驗選取的試驗動物為山西省地方豬種馬身豬12頭,由山西大同市種豬場提供。分別在1、90、180日齡3個時間點屠宰采樣,每個時間點各4頭(公、母各半,公豬斷奶時去勢),屠宰后,取其心、肝、脾、肺、腎、小腦、小腸、胰、胃、背最長肌及脂肪(無1日齡的脂肪組織樣品)組織樣品,迅速置于液氮中,后轉(zhuǎn)至-80 ℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>
RNAiso Plus regent(TaKaRa, 大連);PrimeScriptTMRT reagent Kit with gDNA Eraser(perfect Real Time)(TaKaRa, 大連);2×TaqPCR MasterMix(天根生化科技有限公司,北京);Gel DNA Extraction Kit(TaKaRa, 大連); Trans-5α感受態(tài)細胞(全式金生物科技有限公司,北京); pMDTM19-T Vector(TaKaRa, 大連);SYBR Premix ExTaqⅡ (Tli RNaseH Plus)(TaKaRa,大連)。
1.3.1總RNA提取和cDNA合成按照RNAiso Plus regent試劑盒說明書提取不同組織的總RNA,用ND-1000微量核酸蛋白測定儀及1%瓊脂糖凝膠電泳測定總RNA的濃度和純度。按照PrimeScriptTMRT reagent Kit with gDNA Eraser(perfect Real Time)反轉(zhuǎn)錄試劑盒操作說明反轉(zhuǎn)錄合成cDNA。合成cDNA采用兩步法,第一步反應(yīng)體系:gDNA Eraser 1 μL,gDNA Eraser buffer 2 μL,RNA 500 ng,加RNase-free水至10 μL。反應(yīng)程序:42 ℃ 2 min;4 ℃ 5 min。第二步反應(yīng)體系:5×primer 4 μL,mixⅠ1 μL,RTmix 1 μL,加RNase-free水至20 μL。反應(yīng)條件:37 ℃ 15 min;85 ℃ 5 s;4 ℃ 5 min。合成的cDNA置于4 ℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>
1.3.2引物的設(shè)計與合成根據(jù)GenBank序列(登錄號:NC_010455.5),用NCBI Primer-BLAST(https://blast.ncbi.nlm.ni,h.gov/Blast.cgi)和Oligo 7軟件設(shè)計克隆MYNN基因全長CDS區(qū)的引物P1以及擴增MYNN兩個轉(zhuǎn)錄本(MYNN-1和MYNN-2)的特異性引物P2和P3。所有引物由生工生物工程(上海)股份有限公司合成,引物位置如圖1,各引物詳細信息見表1。圖1中兩個F3是因為F3的位置為外顯子5的末端及外顯子7的前端。F3的序列前面部分與外顯子5的3′末端相同,后半部分與外顯子7的5′端的開始序列相同,所以標(biāo)注兩個F3,其實是一個,即P3的上游引物。
F. 上游引物;R. 下游引物F. Forward primer; R. Reverse primer圖1 引物在豬MYNN基因上的位置信息Fig.1 Positional information of primers in pig MYNN
1.3.3目的基因的擴增及克隆以所有組織的cDNA混合物為模板,擴增豬MYNN基因全長CDS區(qū),PCR反應(yīng)體系為20 μL:cDNA pool 50 ng,上下游引物(P1)各0.5 μmol·L-1,2×TaqPCR MasterMix 10 μL,加 ddH2O至20 μL。反應(yīng)程序:94 ℃預(yù)變性5 min;94 ℃變性30 s,60 ℃退火30 s,72 ℃延伸40 s,35個循環(huán);72 ℃延伸2 min。反應(yīng)產(chǎn)物用2%的瓊脂糖凝膠電泳進行檢測,用Gel DNA Extraction Kit對目的片段進行回收。
表1豬MYNN基因的PCR引物
Table1PCRprimersamplifyingpigMYNN
引物名稱Primername引物序列(5'→3')Primersequence片段長度/bpProductlength注釋NoteP1F1:AGAACAAGGGTAAAATTCGTTTGTGR1:TGCAGCATCAGGTGCTTTTA1928PCR擴增MYNN基因CDS區(qū)P2F2:CCTCAGGAGAGCTCAACAAACAR2:TGGACTCTTTTTCACTCAAGGGAT186qPCR擴增MYNN-1P3F3:CACTCATTCTCGAAAACATACAGGAR3:TGGACTCTTTTTCACTCAAGGGAT170qPCR擴增MYNN-218SrRNAF:CCCACGGAATCGAGAAAGAGR:TTGACGGAAGGGCACCA132qPCR擴增18SrRNA
將回收的目的片段與pMDTM19-T Vector 4 ℃過夜連接;采用熱激法將連接產(chǎn)物轉(zhuǎn)化至Trans-5α感受態(tài)細胞,用Amp抗性固體培養(yǎng)基進行藍白斑篩選,37 ℃避光培養(yǎng)12 h;選取陽性白色單克隆菌在含Amp的LB液體培養(yǎng)基中擴大培養(yǎng),之后對菌液進行PCR鑒定,篩選陽性菌液進行測序(北京六合華大科技股份有限公司)。
1.3.4生物信息學(xué)分析測序結(jié)果采用DNASTAR軟件進行序列比對;運用NCBI上的ORF Finder程序?qū)ωiMYNN基因的開放性閱讀框進行分析(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/orffinder/);應(yīng)用ProtParam軟件對豬MYNN的理化性質(zhì)進行預(yù)測(http://web.expasy.org/protparam/);采用NCBI在線軟件進行蛋白保守結(jié)構(gòu)域預(yù)測(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/Structure/cdd/wrpsb.cgi);用SOPMA軟件對豬MYNN蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)進行預(yù)測(https://www.predictprotein.org/);用ProtFun 2.2軟件對MYNN功能進行預(yù)測(http://www.cbs.dtu.dk/services/ProtFun/);用BLAST軟件對豬、人、東北虎、馬、羊駝、驢、家貓、家犬、北極熊、山羊的MYNN蛋白氨基酸序列進行同源性比較(https://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi?PROGRAM=blastp&PAGE_TYPE=BlastSearch&LINK_LOC=blasthome);用MEGA4軟件對各物種進行進化樹的構(gòu)建。
1.3.5MYNN基因的時空表達特性研究采用qPCR技術(shù)及引物P2和P3對馬身豬各組織MYNN兩個轉(zhuǎn)錄本的表達規(guī)律進行研究。qPCR反應(yīng)體系為20 μL:2×SYBR Premix ExTaqII 10 μL,上、下游引物(10 μmol·L-1)各0.8 μL,50×ROX Reference Dye II 0.4 μL,cDNA 50 ng,RNAase Free ddH2O補至20 μL。參照SYBR Premix ExTaqⅡ (Tli RNaseH Plus)說明書確定反應(yīng)程序:95 ℃預(yù)變性30 s;95 ℃變性20 s,64 ℃退火延伸34 s,45個循環(huán);95 ℃ 15 s,60 ℃ 1 min,95 ℃ 30 s。每個樣本重復(fù)3次,反應(yīng)產(chǎn)物用1%的瓊脂糖凝膠電泳進行檢測。
1.3.6數(shù)據(jù)處理采用2-ΔΔCt法對相對定量結(jié)果進行處理,結(jié)果用“平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤”表示[22]。利用SPSS 22.0軟件單因素方差分析對MYNN基因的表達差異顯著性進行判斷,P<0.05表示差異顯著,P<0.01表示差異極顯著,P>0.05表示差異不顯著。
用1%的瓊脂糖凝膠電泳檢測提取的總RNA,發(fā)現(xiàn)總RNA存在28S、18S、5S完整的3條帶(圖略),且A260 nm/A280 nm的比值為1.8~2.0,表明其RNA完整性好,且無蛋白質(zhì)與DNA污染,測得的濃度適宜,可進一步用于RT-PCR分析。
2.1.1豬MYNN基因可變剪接體的克隆及序列分析引物P1的擴增結(jié)果如圖2所示,產(chǎn)物為清晰的兩條帶,大小分別為2 012和1 928 bp,推測其為MYNN的兩個不同的轉(zhuǎn)錄本。經(jīng)克隆測序得到豬MYNN基因的全長CDS區(qū)及部分非編碼區(qū)。
M. DNA 相對分子質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn);1. 引物P1的擴增產(chǎn)物M. DL2000 DNA marker; 1. Amplicons of P1圖2 引物P1擴增產(chǎn)物的電泳圖Fig.2 Agarose gel electrophoresis of RT-PCR amplicons of P1
經(jīng)過序列比對分析發(fā)現(xiàn),MYNN基因在豬上存在兩個轉(zhuǎn)錄本,分別命名為MYNN-1和MYNN-2。運用NCBI上的ORF Finder對豬MYNN基因序列分析發(fā)現(xiàn),MYNN-1含有一個長1 830 bp的ORF,其起始密碼子為ATG,位于34 bp處,終止密碼子為TGA,位于1 863 bp處;MYNN-2含有一個長1 746 bp的ORF,其起始密碼子為ATG,位于34 bp處,終止密碼子為TGA,位于1 779 bp處。由此可得出,MYNN-1的CDS區(qū)全長1 830 bp,編碼609個氨基酸;MYNN-2的CDS區(qū)全長1 746 bp,編碼581個氨基酸。與MYNN-1相比,MYNN-2少了84 bp,缺失第6外顯子,并且發(fā)現(xiàn)第6外顯子的剪切符合GT-AG法則,可變剪切的類型為外顯子跳躍(圖3)。將兩個轉(zhuǎn)錄本的全長CDS區(qū)序列及部分UTR序列提交至GenBank:MYNN-1的登錄號: KY470829,MYNN-2的登錄號: KY670835。
“∣”表示相同的核苷酸;“-”表示缺失的核苷酸“∣” indicate the same nucleotides; “-” indicate the deleted nucleotides圖3 MYNN-1和MYNN-2的部分核苷酸序列Fig.3 Partial nucleotide sequences of MYNN-1 and MYNN-2
2.1.2豬MYNN理化性質(zhì)分析用ProtParam軟件預(yù)測了豬MYNN的理化性質(zhì)。MYNN-1由609個氨基酸組成,其分子式為C3009H4787N859O928S32,分子量為68 871.23 u,理論等電點PI為8.77,說明MYNN-1為堿性氨基酸;Ser(9.5%)、Lys(9.4%)和Leu(8.7%)出現(xiàn)的頻率較高;在氨基酸組成中,極性氨基酸占33.83%,疏水性氨基酸占27.59%,帶電荷氨基酸占24.63%,其中包括13.46%的酸性氨基酸和11.17%的堿性氨基酸;消光系數(shù)(mol·L-1·cm-1γ=280 nm)為35 310,預(yù)測其在哺乳動物紅細胞的半衰期為30 h,其不穩(wěn)定系數(shù)為39.76,因此屬于穩(wěn)定蛋白質(zhì);疏水性指數(shù)為72.18,平均親水性為-0.603,屬于可溶性蛋白質(zhì)。MYNN-2由581個氨基酸組成,其分子式為C2873H4578N820O889S30,分子量為65 792.71 u,理論等電點PI為8.71,說明MYNN-2為堿性氨基酸;Ser(9.3%)、Lys(9.3%)和Leu(9.0%) 出現(xiàn)的頻率較高,在氨基酸組成中,極性氨基酸占33.91%,疏水性氨基酸占27.88%,帶電荷氨基酸占24.78%,其中包括13.42%的酸性氨基酸和11.36%的堿性氨基酸;消光系數(shù)(mol·L-1·cm-1γ=280 nm)為35 310,預(yù)測其在哺乳動物紅細胞的半衰期為30 h,其不穩(wěn)定系數(shù)為40.83,因此屬于不穩(wěn)定蛋白質(zhì);疏水性指數(shù)為72.98,平均親水性為-0.609,屬于可溶性蛋白質(zhì)。
2.1.3豬MYNN保守結(jié)構(gòu)域的預(yù)測利用NCBI在線軟件進行蛋白保守結(jié)構(gòu)域預(yù)測:MYNN-1的N端含有一個BTB結(jié)構(gòu)域,C端含有8個串聯(lián)重復(fù)C2H2類型的鋅指結(jié)構(gòu)(圖4,左側(cè)為N端BTB結(jié)構(gòu)域,右側(cè)C端為鋅指蛋白結(jié)構(gòu)域)。MYNN-2的N端同樣含有一個BTB結(jié)構(gòu)域,不同的是,其C端相對MYNN-1少了一個鋅指蛋白結(jié)構(gòu)域(圖4)。
雙豎線標(biāo)出的是MYNN-1與MYNN-2結(jié)構(gòu)域預(yù)測不同的地方Double vertical line indicate the difference of predicted domains between MYNN-1 and MYNN-2圖4 豬MYNN蛋白結(jié)構(gòu)與分析Fig.4 Conservative domains analysis of pig MYNN protein
2.1.4豬MYNN二級結(jié)構(gòu)預(yù)測用SOPMA軟件對豬MYNN蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)進行預(yù)測,結(jié)果顯示, MYNN-1的二級結(jié)構(gòu)主要由α-螺旋(36.32%)、延伸(19.97%)、β-折疊(8.78%)和無規(guī)則卷曲(34.94%)組成,MYNN-2的二級結(jié)構(gòu)中α-螺旋、延伸、β-折疊及無規(guī)則卷曲的比例分別為35.63%、20.53%、10.02%及33.83%。
2.1.5豬MYNN功能預(yù)測用ProtFun 2.2軟件對MYNN功能進行了預(yù)測,結(jié)果表明,該蛋白在運輸和結(jié)合、嘌呤和嘧啶、輔因子及翻譯的生物合成中發(fā)揮功能的可能性分別為0.773、0.331、0.210及0.071,作為電壓激活離子通道、轉(zhuǎn)錄因子、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)分子、離子通道、陽離子通道及轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子發(fā)揮作用的可能性分別為0.279、0.219、0.205、0.169、0.146、及0.111(表2)。由此推測,MYNN可能在運輸和結(jié)合、嘌呤和嘧啶、輔因子及翻譯的生物合成中發(fā)揮轉(zhuǎn)錄調(diào)控及信號轉(zhuǎn)導(dǎo)等重要作用。
2.1.6MYNN氨基酸序列進化樹的構(gòu)建用BLAST與MEGA4軟件對豬、東北虎、馬、山羊、羊駝、驢、家貓、家犬、北極熊、人的氨基酸序列進行同源性的比較以及進化樹的構(gòu)建(圖5)。結(jié)果表明,豬MYNN的氨基端序列與北極熊、山羊、馬、家犬等在系統(tǒng)進化樹中的遺傳距離較近,且同源性在95%以上。MYNN氨基酸序列進化樹與生物進化物種樹基本一致,符合物種進化的規(guī)律,說明MYNN基因的編碼區(qū)在物種間具有很高的保守性。
表2豬MYNN功能分析
Table2AnalysisofMYNNfunction
功能分類Functionalcategory概率Probability基因本體分類GeneOntologycategory概率Probability氨基酸生物合成Aminoacidbiosynthesis0.011信號轉(zhuǎn)導(dǎo)分子Signaltransducer0.205輔因子的生物合成Biosynthesisofcofactors0.210受體Receptor0.007細胞被膜Cellenvelope0.033轉(zhuǎn)運蛋白Transporter0.025細胞加工Cellularprocesses0.030離子通道Ionchannel0.169中央中間代謝Centralintermediarymetabo-lism0.048電壓激活離子通道Voltage-gatedionchannel0.279能量代謝Energymetabolism0.035陽離子通道Cationchannel0.146脂肪酸代謝Fattyacidmetabolism0.017轉(zhuǎn)錄因子Transcriptionfactor0.219嘌呤和嘧啶Purinesandpyrimidines0.331轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子Transcriptionregulationfactor0.111監(jiān)管職能Regulatoryfunctions0.034應(yīng)激反應(yīng)Stressresponse0.073復(fù)制和轉(zhuǎn)錄Replicationandtranscription0.020免疫反應(yīng)Immuneresponse0.011翻譯Translation 0.071生長因子Growthfactor0.005運輸和結(jié)合Transportandbinding0.773金屬離子轉(zhuǎn)運Metaliontransport0.018
圖5 MYNN 氨基酸序列的系統(tǒng)進化樹Fig.5 Phylogenetic tree of amino acid sequences of MYNN
2.2.1MYNN基因各轉(zhuǎn)錄本在豬不同組織的表達譜分析由圖6可以看出,MYNN-1和MYNN-2在馬身豬各組織中均有表達,且組織間表達差異顯著(P<0.05);MYNN-1和MYNN-2在馬身豬的胃中表達量最高,其次為胰、小腸、肺、小腦、肝、腎,在脂肪組織中的表達量最低;相同組織中,除了腎組織,MYNN-1的表達量均顯著或極顯著高于MYNN-2(P<0.05或P<0.01)。
2.2.2MYNN基因各轉(zhuǎn)錄本在豬胃和背最長肌中的發(fā)育性表達特征分析MYNN-1和MYNN-2在馬身豬胃組織的表達量隨著日齡的增加呈下降趨勢(圖7);在背最長肌中的表達量隨著日齡的增加呈先上升后下降的趨勢(圖8);在胃和背最長肌幾乎所有時期中,MYNN-1的表達量均極顯著高于MYNN-2(P<0.01)(圖7、圖8)。
*、**分別表示同一組織不同轉(zhuǎn)錄本間表達差異顯著或極顯著(P<0.05,P<0.01)。不同字母表示同一轉(zhuǎn)錄本在不同組織間表達差異顯著(P<0.05),下圖同*, ** indicate the significant or extremely significant expression difference in the same tissue between the two transcripts(P<0.05, P<0.01). The different letters indicate the significant difference of the same transcript expression among different tissues(P<0.05). The same as below圖6 MYNN-1和MYNN-2在馬身豬各組織中的表達Fig.6 The relative expression of MYNN-1 and MYNN-2 in different tissues of Mashen pig
圖7 MYNN-1和MYNN-2 mRNA在胃組織的表達Fig.7 The relative expression of MYNN-1 and MYNN-2 mRNA in stomach
圖8 MYNN-1和MYNN-2 mRNA在背最長肌組織的表達Fig.8 The relative expression of MYNN-1 and MYNN-2 mRNA in longissimus dorsi
可變剪接是由pre-mRNA通過不同的剪接方式產(chǎn)生的,最終會導(dǎo)致蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能的多樣性[23]??勺兗艚釉跈C體中廣泛存在,并且與蛋白質(zhì)功能的改變密切相關(guān)[24]。同一基因的各個轉(zhuǎn)錄本的表達程度大小不同,表達量最高的被稱為主要的亞型形式,而那些相對表達少的轉(zhuǎn)錄本被稱為次要亞型[25]。本試驗成功克隆出豬MYNN基因的兩個轉(zhuǎn)錄本,MYNN-1的CDS區(qū)全長1 830 bp,編碼609個氨基酸,MYNN-2的CDS區(qū)全長1 746 bp,編碼581個氨基酸。在馬身豬90日齡的各個組織,以及胃和背最長肌幾乎所有的時期,MYNN-1 mRNA的表達量顯著或極顯著高于MYNN-2(P<0.05,P<0.01),因此,在豬上MYNN-1是主要的亞型。
TF IIIA是典型的C2H2類型的鋅指蛋白,其雖含有9個鋅指結(jié)構(gòu),但并非每個鋅指都可以與DNA結(jié)合,它主要依靠鋅指1~3與DNA結(jié)合。鋅指7~9與DNA結(jié)合的能力顯著低于鋅指1~3[26-27],且鋅指4~6不能與DNA結(jié)合,它會形成一個開放性的延展結(jié)構(gòu),來促進鋅指1~3、7~9與DNA的結(jié)合[28-29]。功能結(jié)構(gòu)域預(yù)測發(fā)現(xiàn),MYNN-1比MYNN-2多了一個C2H2類型的鋅指結(jié)構(gòu),該鋅指結(jié)構(gòu)有Zn的結(jié)合位點,但不能結(jié)合核酸。MYNN-1比MYNN-2多出來的鋅指結(jié)構(gòu)雖然不能結(jié)合DNA,但有可能會促進其他鋅指結(jié)構(gòu)與DNA的結(jié)合,使MYNN-1與DNA結(jié)合的能力更強,從而發(fā)揮主要作用。
前人研究發(fā)現(xiàn),蛋白質(zhì)的半衰期和其穩(wěn)定性有密切關(guān)系,半衰期長的蛋白質(zhì)一般具有較高的穩(wěn)定性[30]。本研究發(fā)現(xiàn),豬MYNN-1與MYNN-2同樣具有較長的半衰期,但前者屬于穩(wěn)定蛋白,后者卻為不穩(wěn)定蛋白質(zhì),推測該特性與其特定的功能有關(guān)。通過對豬MYNN功能的預(yù)測,其可能在運輸和結(jié)合、嘌呤和嘧啶及輔因子的生物合成中發(fā)揮轉(zhuǎn)錄調(diào)控及信號轉(zhuǎn)導(dǎo)等重要作用。對豬MYNN基因序列與氨基酸序列的比對分析發(fā)現(xiàn),豬MYNN基因的長度與其所編碼氨基酸數(shù)和其他物種基本一致,與個別物種略有差異。分析與其他物種的同源性發(fā)現(xiàn),豬與人、羊駝、家犬等9個物種的親緣關(guān)系較近,其同源性為95%~100%。該結(jié)果說明MYNN基因的編碼區(qū)在生物進化過程中具有很強的保守性。
基因表達的差異與生物學(xué)功能密切相關(guān),所以研究MYNN基因的表達規(guī)律對于探究其功能是十分必要的。前人研究發(fā)現(xiàn),MYNN在哺乳動物各個組織中均有表達[18-20]。P.M.Alliel等[15]通過Northern blot分析發(fā)現(xiàn),MYNN在人的各組織中均有表達,且肌肉組織中的表達量顯著高于睪丸、卵巢及胚胎等其他組織。據(jù)報道,MYNN在小鼠的小腦、骨骼、肌肉、睪丸、心、腦及肝中都有表達[31]。本研究發(fā)現(xiàn),MYNN-1和MYNN-2在馬身豬的心、肝、脾、肺、腎、小腦、小腸、胃、胰、肌肉和脂肪中都有表達,且各組織間表達差異顯著(P<0.05),與前人的研究結(jié)果基本一致。MYNN基因的這種廣譜型表達特征與其作為轉(zhuǎn)錄因子來調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄的功能相符。進一步分析發(fā)現(xiàn),MYNN-1和MYNN-2在馬身豬的胃、胰、小腸中高表達,胃、胰和小腸是主要的消化器官,據(jù)此推測,MYNN與馬身豬的消化吸收作用密切相關(guān)。
由此,本研究進一步對MYNN-1與MYNN-2在馬身豬胃組織中的發(fā)育性表達規(guī)律進行研究,結(jié)果顯示,隨著日齡的增加,MYNN-1與MYNN-2的表達量均逐漸降低。仔豬出生時的胃腸道發(fā)育不完全,其重量和容積均相對較小,且消化酶的分泌量不足,消化吸收功能也不完善,例如胃蛋白酶在仔豬出生時是以酶原狀態(tài)存在的,其為不可消化蛋白質(zhì),特別是植物性蛋白。初生1 d仔豬的胃重僅為4~8 g,只能容納40 mL左右的乳汁。仔豬胃腸道在整個哺乳期會快速生長發(fā)育,胃蛋白酶在35~40日齡便開始具有消化功能,75日齡時消化機能逐漸完善,180日齡時,胃腸道基本不再發(fā)育。由此推測,MYNN基因可能通過調(diào)控某些基因的表達來促進胃腸道的發(fā)育。
研究推測MYNN基因在肌肉發(fā)育中有重要作用。因此,為了更深入地研究MYNN在肌肉中的功能,本試驗分析了MYNN基因在馬身豬背最長肌中的發(fā)育性表達規(guī)律,結(jié)果發(fā)現(xiàn),隨著日齡的增加,MYNN-1與MYNN-2的表達量呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。骨骼肌的生長發(fā)育受到一系列生肌決定因子在時間和空間上的精密調(diào)控。本課題組前期研究的MyoD及MyoG基因均屬生肌調(diào)控因子家族,該家族基因參與肌纖維的形成,是影響肌肉生長和肉品質(zhì)的候選基因[31]。在初生1~180日齡,MyoD呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢,MyoG的表達量在1和180日齡均顯著低于90日齡,90日齡時達到最高值[31]。MYNN-1與MYNN-2的發(fā)育性表達規(guī)律與這兩個生肌決定因子基本相同,這說明MYNN-1與MYNN-2很可能在骨骼肌的生長發(fā)育調(diào)節(jié)過程中起到一定的作用,但其具體機制還需要進一步的研究。
本試驗獲得了豬MYNN基因的兩個新轉(zhuǎn)錄本,分別命名為MYNN-1(GenBank登錄號:KY470829)和MYNN-2(GenBank登錄號:KY670835),MYNN-1的CDS區(qū)全長1 830 bp,編碼609個氨基酸,MYNN-2的CDS區(qū)全長1 746 bp,編碼581個氨基酸。與MYNN-1 相比,MYNN-2少84 bp,缺失第6外顯子,且MYNN-2比MYNN-1少一個C2H2類型的鋅指蛋白結(jié)構(gòu)域。分析馬身豬MYNN-1和MYNN-2在各組織表達譜及在胃和背最長肌組織中發(fā)育性表達規(guī)律發(fā)現(xiàn),MYNN-1是主要的亞型,且MYNN在馬身豬的消化吸收及骨骼肌的生長發(fā)育過程中具有重要作用。
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