全ゲノムデータベースを用いたトラフグ・ミオシン重鎮遺伝子の機能解析

利用全基因组数据库分析虎河豚肌球蛋白关键基因的功能

基本信息

批准号：
03F03331
负责人：
渡部終五
金额：
$ 0.7万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

哺乳類のミオシン重鎖遺伝子(MHC)には速筋タイプ6種、心筋タイプ2種、平滑筋タイプ3種および非筋タイプ3種のアイソフォームが存在することが知られている。このうち、骨格筋タイプ6種のMHCはゲノム上でクラスターを形成する。この構造は哺乳類の多くの生物間で保存されているため、クラスター構造がMHCの発現調節に重要な役割を果たしていることが予想される。一方、魚類のMHCに関する知見は少なく、その正確な数さえも明らかになっていない。そこで本研究では、ゲノム配列が公開されているトラフグを対象にMHCを解析し、個々の遺伝子につき分子生物学的手法を用いてその発現様式を明らかにすることを目的とした。昨年度までに、トラフグ成体の筋組織に多く発現している速筋型MHCを同定した。本年度はさら研究を進め、次のような成果を得た。まず、トラフグ成体の速筋からfirst strand cDNAを調製し、これを鋳型に速筋MHCをコードするDNA断片をプローブにPCRを行った。その結果、3種類の速筋MHC、すなわちMHC-A、MHC-BおよびMHC-Cがクローン化された。そこで、これら各MHC遺伝子に特異的なプライマーを設計して定量的PCRを顎筋、胸筋、背筋および尾筋から調製した全RNAを対象に行った。その結果、転写産物量は顎筋でMHC-B>MHC-C>MHC-A、胸筋でMHC-A=MHC-B>MHC-C、背筋および尾筋でMHC-A>MHC-B>MHC-Cと、速筋でも部位によって各MHCの発現比率が著しく異なることが示された。そこでさらに、各MHC遺伝子に特異的なアンチセンスプローブを調製し、各速筋組織切片を作製してin situハイブリダイゼーションを行ったところ、定量的PCRでみられた各速筋MHCの発現比率の差異が確認された。以上の結果から、トラフグは同じ速筋でも部位特異的に3種類の速筋MHCを発現比率を変えて発現し、各部位に固有な運動機能を容易にしていることが示唆された。

众所周知，哺乳动物肌球蛋白重链基因（MHC）具有六种快速肌肉类型，两种心肌类型，三种平滑肌类型和三种非肌肉类型。其中，六种类型的骨骼肌类型MHC在基因组上形成簇。由于这种结构在许多哺乳动物的生物中是保守的，因此预计簇结构在调节MHC表达中起着重要作用。另一方面，关于鱼类的MHC几乎没有知识，甚至确切的数量也是未知的。因此，在这项研究中，目的是分析其基因组序列已发表的金枪鱼河豚中的MHC，并使用分子生物学技术阐明单个基因的表达模式。到去年，我们已经确定了在成年河豚的肌肉组织中高度表达的快速交换MHC。今年，我们进行了进一步的研究并实现了以下结果：首先，首先是由成年puffer鱼中的快速肌肉肌肉制备的第一链cDNA，并使用该模板作为模板进行了PCR，该模板用DNA片段编码了快速肌肉肌肉MHC作为探针。结果，将三种类型的快速交换MHC（即MHC-A，MHC-B和MHC-C）克隆。因此，设计了针对这些MHC基因的每个引物，并对从下颌，胸腔，背部和尾部肌肉制备的总RNA进行定量PCR。 The results showed that the expression ratio of each MHC differed significantly depending on the site in fast muscle, from MHC-B>MHC-C in the jaw muscle, MHC-A=MHC-B>MHC-C in the pectoral muscle, and MHC-A>MHC-B>MHC-C in the back and tail muscle, and also from fast muscle, depending on the site.此外，制备了针对每个MHC基因的反义探针，并通过准备每个快速肌肉组织截面进行原位杂交，并确认每个快速肌肉MHC在定量PCR中观察到的每个快速肌肉MHC的表达比差。以上结果表明，金枪鱼粉鱼以不同的表达比表达三种类型的快速交换MHC，从而促进了每个位点特有的运动功能。