陳云 潘鵬丞 陳釗 姜長(zhǎng)津 關(guān)志惠 陳寶劍 梁晶 謝炳坤 覃兆鮮
摘要:【目的】克隆陸川豬的富含半胱氨酸和甘氨酸蛋白3(CSRP3)基因,并對(duì)其進(jìn)行生物信息學(xué)和組織表達(dá)譜分析,為研究CSRP3基因在陸川豬肌肉生長(zhǎng)過程中的作用機(jī)制打下基礎(chǔ)?!痉椒ā扛鶕?jù)NCBI已公布的野豬CSRP3基因序列設(shè)計(jì)特異性定量引物和克隆引物,運(yùn)用RT-PCR克隆CSRP3基因并進(jìn)行生物信息學(xué)在線分析,采用實(shí)時(shí)熒光定量PCR檢測(cè)CSRP3基因在陸川豬各組織中的表達(dá)差異?!窘Y(jié)果】陸川豬CSRP3基因編碼區(qū)(CDS)全長(zhǎng)854 bp,編碼194個(gè)氨基酸殘基,與NCBI已公布的野豬CSRP3基因CDS序列相比存在5處同義堿基突變,且陸川豬與野豬氨基酸序列相似性達(dá)100.0%;陸川豬CSRP3基因的編碼蛋白分子量為20935.82 Da,分子式為C964H1404N262O274S19,理論等電點(diǎn)(pI)為8.89,不穩(wěn)定系數(shù)為39.11,表明其是偏堿性的穩(wěn)定蛋白;CSRP3蛋白二級(jí)結(jié)構(gòu)主要由無規(guī)則卷曲構(gòu)成,三級(jí)結(jié)構(gòu)可能有一種模型;陸川豬CSRP3蛋白除有多個(gè)磷酸化位點(diǎn)之外,無跨膜結(jié)構(gòu)和信號(hào)肽;陸川豬CSRP3基因在心臟中表達(dá)量最高,背最長(zhǎng)肌次之,在肝臟中的表達(dá)量最低?!窘Y(jié)論】CSRP3基因在陸川豬心臟中表達(dá)量最高,背最長(zhǎng)肌次之且明顯高于其他組織,說明該基因可能對(duì)肌肉生長(zhǎng)有一定影響。
關(guān)鍵詞: 陸川豬;CSRP3基因;基因克隆;生物信息學(xué)分析
中圖分類號(hào): S828.89? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A 文章編號(hào):2095-1191(2022)04-0977-08
Cloning and differential expression analysis of CSRP3 gene
in Luchuan pig
CHEN Yun1, PAN Peng-cheng2, CHEN Zhao2, JIANG Chang-jin1, GUAN Zhi-hui2,
CHEN Bao-jian2, LIANG Jing1, XIE Bing-kun2, QIN Zhao-xian2*
(1College of Animal Science and Technology, Guangxi University, Nanning, Guangxi? 530004, China; 2 The Animal Husbandry Research Institute of Guangxi/Guangxi Key Laboratory of Livestock Genetic Improvement,
Nanning, Guangxi? 530001, China)
Abstract:【Objective】The cysteine and glycine rich protein 3(CSRP3)of Luchuan pig was cloned and the bioinformatics and tissue expression profile were analyzed, so as to lay foundation for studying the role of CSRP3 gene in muscle growth of Luchuan pigs. 【Method】According to the sequence of wild boar CSRP3 gene published on NCBI,specific quantitative primers and cloning primers were designed,CSRP3 gene was cloned by RT-PCR,and bioformatics analysis was conducted online. Finally,the expression difference of CSRP3 gene in various tissues of Luchuan pig was detected by qPT-PCR. 【Result】The CDS region of Luchuan pig CSRP3 gene was 854 bp in length, encoding 194 amino acids. Compared with the wild boar CSRP3 gene CDS region published on NCBI,there were 5 synonymous base mutations. The amino acid sequence was the same and its similarity was 100.0% between Luchuan pig and wild boar. Molecular weight of the protein encoded by the CSRP3 gene of Luchuan pig was 20935.82 Da, and its molecular formula was C964H1404N262O274S19, the theoretical isoelectric point was 8.89 and the instability coefficient was 39.11,which indicated that it was a stable protein with alkalinity. The secondary structure of CSRP3 gene was mainly composed of random coils and there might be a model of tertiary structure. Luchuan pig CSRP3 protein had no transmembrane structure and signal peptide except for multiple phosphorylation sites. Luchuan pig CSRP3 gene had the highest expression in the heart,followed by muscle tissue. The expression in the liver was the lowest. 【Conclusion】The expression of CSRP3 gene is highest in the heart of Luchuan pigs,followed by muscle. And the expression in heart and muscle are significantly higher than that in other tissues,indicating that this gene may have a certain effect on muscle growth.
Key words: Luchuan pig; CSRP3 gene; gene cloning; bioinformatics analysis
Foundation items: Guangxi Science and Technology Plan Project(Guike AB21196060); Central Government Guided Local Scientific and Technological Development Special Funds(Guike ZY20198019,Guike ZY21195052)
0 引言
【研究意義】陸川豬是我國地方優(yōu)良豬種,具有抗逆性強(qiáng)、耐粗飼、繁殖能力強(qiáng)及肉質(zhì)好等特點(diǎn),其原產(chǎn)地位于廣西陸川縣(關(guān)意寅,2020)。陸川豬為我國優(yōu)質(zhì)的脂肪型豬種,肌間脂肪含量高,肉香味美,而深受廣大消費(fèi)者喜愛。但與市場(chǎng)主流商品豬種相比,其胴體瘦肉率較低,市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力不足,具有較大的遺傳改良空間。富含半胱氨酸和甘氨酸蛋白3(Cysteine and giy-cine rich protein 3,CSRP3)是富含半胱氨酸的蛋白家族成員,是進(jìn)化上的保守蛋白,主要參與肌細(xì)胞增殖和分化的過程(Louis et al.,1997);其通過與LC3蛋白的相互作用促進(jìn)形成自噬體,從而參與調(diào)節(jié)肌肉萎縮(Cui et al.,2020)。因此,克隆陸川豬CSRP3基因并進(jìn)行組織表達(dá)差異分析,可對(duì)陸川豬的育種改良提供重要參考?!厩叭搜芯窟M(jìn)展】目前,已有許多國內(nèi)學(xué)者對(duì)陸川豬肉質(zhì)性狀相關(guān)基因進(jìn)行研究。謝婉等(2018)研究表明,GPR1基因?qū)﹃懘ㄘi脂肪沉積有一定影響;鄧章超等(2019)成功克隆了DGAT2基因編碼區(qū)(CDS)序列,認(rèn)為DGAT2 基因可能會(huì)影響陸川豬脂肪沉積;焦迪等(2019)研究認(rèn)為,IGFBP5基因可能是影響陸川豬瘦肉率的原因之一,為進(jìn)一步研究陸川豬的瘦肉率和胴體性狀提供了新的遺傳標(biāo)記;潘鵬丞等(2020)對(duì)PDK4基因進(jìn)行研究,結(jié)果表明其在皮下脂肪中表達(dá)量顯著高于在其他組織中的表達(dá)量,為研究陸川豬脂肪沉積機(jī)制提供了參考。關(guān)于CSRP3基因的研究方面,Xu等(2010)研究表明,在豬胚胎骨骼肌發(fā)育過程中CSRP3基因mRNA表達(dá)量上調(diào),表明其在肌肉生長(zhǎng)發(fā)育過程中具有重要作用,可作為影響豬肉品質(zhì)的候選基因;He等(2014)研究表明,CSRP3基因的一些組合基因型與秦川牛的生長(zhǎng)和胴體性狀顯著或極顯著相關(guān),說明CSRP3基因作為標(biāo)記基因在提高牛生長(zhǎng)性能和胴體性狀方面具有較高潛力;Sun等(2014)研究發(fā)現(xiàn),富含肌肉的miRNAs靶向CSRP3基因來參與骨骼和肌肉系統(tǒng)的發(fā)育過程;Han等(2019)研究表明,雞敲除CSRP3基因后,衛(wèi)星細(xì)胞分化受到抑制,表明CSRP3可能在促進(jìn)雞衛(wèi)星細(xì)胞分化過程中起重要作用,影響雞骨骼肌生長(zhǎng)發(fā)育(Li et al.,2020),可作為影響雞骨骼肌生長(zhǎng)發(fā)育的候選基因(單艷菊等,2020)。此外,有學(xué)者通過敲除斑馬魚和小鼠的CSRP3基因,發(fā)現(xiàn)CSRP3基因有調(diào)節(jié)骨骼肌葡萄糖穩(wěn)態(tài)和維持骨骼肌機(jī)械穩(wěn)定性的作用(Hernandez-Carretero et al.,2018;Chang et al.,2019)?!颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】CSRP3參與細(xì)胞分化和肌肉生長(zhǎng)等過程,并與家畜的生長(zhǎng)性狀和胴體性狀密切相關(guān),但目前國內(nèi)鮮有學(xué)者對(duì)陸川豬CSRP3基因進(jìn)行研究和報(bào)道?!緮M解決的關(guān)鍵問題】克隆陸川豬CSRP3基因,使用在線軟件對(duì)CSRP3蛋白進(jìn)行分析,并對(duì)比陸川豬不同組織中CSRP3基因的表達(dá)差異,為進(jìn)一步研究CSRP3基因在陸川豬生長(zhǎng)發(fā)育過程中的作用機(jī)制打下基礎(chǔ)。
1 材料與方法
1. 1 試驗(yàn)材料
試驗(yàn)材料為3頭8月齡陸川豬的心臟、肝臟、脾臟、肺臟、腎臟、背最長(zhǎng)肌和脂肪組織樣本,由廣西畜牧研究所提供。主要試劑:TRIzol試劑、反轉(zhuǎn)錄試劑盒、定量試劑盒、pMD18-T、Premix Taq DNA聚合酶購自TaKaRa公司;酵母浸出物和胰蛋白胨購自O(shè)xoid公司;膠回收試劑盒購自杭州博日科技有限公司;瓊脂糖購自Biowest公司;DL2000 DNA Marker購自廣州東盛生物科技有限公司;大腸桿菌Trans 5α感受態(tài)細(xì)胞購自北京全式金生物技術(shù)有限公司。
1. 2 試驗(yàn)方法
1. 2. 1 引物設(shè)計(jì)與合成 參考NCBI的野豬CSRP3基因序列(NM_001172368.1),使用Oligo 7.0設(shè)計(jì)陸川豬CSRP3基因的定量引物(CSRP3-Fa和CSRP3-Ra)及克隆引物(CSRP3-Fb和CSRP3-Rb)(表1),以18S RNA作為內(nèi)參基因,委托生工生物工程(上海)股份有限公司合成所有引物。
1. 2. 2 RNA提取和cDNA合成 采用TRIzol法分別提取陸川豬心臟、肝臟、脾臟、肺臟、腎臟、背最長(zhǎng)肌和脂肪的RNA,以紫外分光光度計(jì)檢測(cè)所提RNA的純度和濃度,按照試劑盒說明反轉(zhuǎn)錄合成cDNA。
1. 2. 3 PCR擴(kuò)增 以CSRP3-Fb和CSRP3-Rb為引物、陸川豬背最長(zhǎng)肌cDNA為模板進(jìn)行PCR擴(kuò)增。反應(yīng)體系10.0 μL:cDNA模板1.0 μL,CSRP3-Fb/CSRP3-Rb各0.3 μL,無酶無菌水3.4 μL,Premix Taq DNA聚合酶5.0 μL。擴(kuò)增程序:94 ℃ 30 s,55 ℃ 30 s,72 ℃ 55 s,進(jìn)行35個(gè)循環(huán),4 ℃終止擴(kuò)增。
1. 2. 4 膠回收連接及測(cè)序 PCR產(chǎn)物使用1.0%瓊脂糖凝膠電泳進(jìn)行驗(yàn)證,并回收目的條帶,回收產(chǎn)物運(yùn)用快速連接法與pMD18-T載體連接。連接體系10 μL:pMD18-T載體1 μL,Insert DNA 4 μL,Solution I 5 μL。16 ℃反應(yīng)30 min,將連接產(chǎn)物轉(zhuǎn)化至Trans 5α感受態(tài)細(xì)胞,37 ℃培養(yǎng)1 h,吸取60 μL轉(zhuǎn)化產(chǎn)物均勻涂布在含有氨芐抗性的平板上,37 ℃培養(yǎng)10 h,挑單克隆陽性菌接種于3 mL含有氨芐青霉素抗性的LB液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)至菌液渾濁,然后用菌液進(jìn)行PCR驗(yàn)證,將陽性PCR擴(kuò)增產(chǎn)物送至生工生物工程(上海)股份有限公司測(cè)序。
1. 2. 5 實(shí)時(shí)熒光定量PCR 以cDNA為模板,18S RNA為內(nèi)參基因進(jìn)行實(shí)時(shí)熒光定量PCR。反應(yīng)體系20.0 μL:cDNA模板4.0 μL,CSRP3-Fa/CSRP3-Ra各0.6 μL,無酶無菌水4.8 μL,SYBR Green MasterMix 10.0 μL。擴(kuò)增程序:95 ℃ 15 min;95 ℃ 10 s,60 ℃ 32 s,進(jìn)行40個(gè)循環(huán)。每個(gè)樣本3次技術(shù)重復(fù),采用2-ΔΔCt法計(jì)算CSRP3基因在陸川豬各個(gè)組織中的相對(duì)表達(dá)量。
1. 3 生物信息學(xué)分析
使用軟件MegALign檢測(cè)對(duì)比陸川豬與其他物種CSRP3基因編碼的氨基酸序列的相似性,并依據(jù)相似性構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育進(jìn)化樹。運(yùn)用ProtParam分析預(yù)測(cè)CSRP3蛋白理化性質(zhì)、SOPMA預(yù)測(cè)分析CSRP3蛋白高級(jí)結(jié)構(gòu)、SWISS-MODEL和ProtScale預(yù)測(cè)分析CSRP3蛋白親/疏水性和跨膜結(jié)構(gòu)、MHMM Server 2.0預(yù)測(cè)分析CSRP3蛋白信號(hào)肽、SignalP 4.1N預(yù)測(cè)分析CSRP3蛋白糖基化位點(diǎn)、NetNGlyc1.0和NetPhos 3.1 Server預(yù)測(cè)分析CSRP3蛋白磷酸化位點(diǎn)和激酶位點(diǎn)、WoLF PSORT預(yù)測(cè)分析CSRP3蛋白的亞細(xì)胞定位、CD-search預(yù)測(cè)分析CSRP3蛋白保守結(jié)構(gòu)域。
2 結(jié)果與分析
2. 1 基因克隆結(jié)果
獲得PCR擴(kuò)增產(chǎn)物后,采用1.0%瓊脂糖凝膠電泳對(duì)PCR產(chǎn)物進(jìn)行驗(yàn)證,結(jié)果在750 bp附近觀察到與預(yù)期結(jié)果相符的明亮單一條帶(圖1)。
2. 2 生物信息學(xué)分析結(jié)果
2. 2. 1 測(cè)序結(jié)果分析 通過克隆獲得CSRP3基因CDS序列(854 bp),共編碼194個(gè)氨基酸殘基,與野豬CSRP3基因CDS序列(NM_001172368.1)進(jìn)行對(duì)比,發(fā)現(xiàn)共有5處同義堿基突變(圖2)。利用MegAlign 軟件對(duì)所得CDS序列與NCBI已公布的野豬(NM_001172368.1)、牛(NM_001024689.3)、人類(NM_003476.5)、小鼠(NM_001198841.1)、大鼠(NM_057144.2)和原雞(NM_001199486.1)的CSRP3基因的DS序列進(jìn)行同源比對(duì)(圖3),其相似性分別為100.0%、98.5%、98.5%、97.4%、97.4%和88.7%。同時(shí),構(gòu)建的CSRP3基因系統(tǒng)發(fā)育進(jìn)化樹(圖4)顯示,陸川豬與野豬的親緣關(guān)系最近,與原雞的親緣關(guān)系最遠(yuǎn)。
2. 2. 2 蛋白理化性質(zhì) 經(jīng)ProtParam分析預(yù)測(cè)顯示,CSRP3蛋白分子量為20935.82 Da,分子式為C904H1404N262O274S19,理論等電點(diǎn)(pI)為8.89,偏堿性,N端氨基酸殘基為酪氨酸,在194個(gè)編碼蛋白中,甘氨酸(Gly)含量最多,為13.4%,CSRP3蛋白在體外的半衰期為30 h,不穩(wěn)定系數(shù)為39.11,屬于穩(wěn)定蛋白。
2. 2. 3 蛋白三級(jí)結(jié)構(gòu) 使用SOPMA預(yù)測(cè)分析CSRP3蛋白二級(jí)結(jié)構(gòu),結(jié)果顯示陸川豬CSRP3蛋白二級(jí)結(jié)構(gòu)中無規(guī)則卷曲占比最高(47.42%),延伸鏈、α-螺旋和β-轉(zhuǎn)角占比分別為22.68%、17.53%和12.37%(圖5);進(jìn)一步預(yù)測(cè)分析蛋白三級(jí)結(jié)構(gòu),發(fā)現(xiàn)陸川豬CSRP3蛋白三級(jí)結(jié)構(gòu)可能有1種模型(圖6)。
2. 2. 4 蛋白親/疏水性 ProtScale預(yù)測(cè)分析顯示,陸川豬CSRP3蛋白疏水分值最大為1.222,疏水分值最小為-2.044,分別位于第147位氨基酸和第97位氨基酸。結(jié)合圖7結(jié)果分析,陸川豬CSRP3蛋白具有親水性。
2. 2. 5 蛋白跨膜結(jié)構(gòu)和信號(hào)肽 通過SignalP 4.1對(duì)陸川豬CSRP3蛋白信號(hào)肽和跨膜結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)測(cè),結(jié)果顯示CSRP3蛋白無信號(hào)肽存在(圖8),也不存在跨膜結(jié)構(gòu)(圖9)。
2. 2. 6 蛋白磷酸化位點(diǎn)和糖基化位點(diǎn) 經(jīng)NetPhos 3.1 Server對(duì)CSRP3蛋白磷酸化位點(diǎn)進(jìn)行預(yù)測(cè)分析,結(jié)果顯示陸川豬CSRP3蛋白可能存在20個(gè)磷酸化位點(diǎn)(圖10),且該蛋白上存在25個(gè)蛋白激酶結(jié)合位點(diǎn)(PKC、UNSP、GSK13、CKⅡ、P38MAPK、CDC2、INSR和PKG等)。經(jīng)NetNGlyc 1.0預(yù)測(cè)分析,結(jié)果顯示陸川豬CSRP3蛋白在106和158氨基酸序列處各有1個(gè)糖基化位點(diǎn)(圖11)。
2. 2. 7 亞細(xì)胞定位和蛋白保守結(jié)構(gòu)域 經(jīng)WoLF PSORT對(duì)陸川豬CSRP3蛋白進(jìn)行亞細(xì)胞定位分析顯示,CSRP3蛋白在細(xì)胞核、線粒體和細(xì)胞質(zhì)占比分別為69.6%、17.4%和13.0%。使用CD-search預(yù)測(cè)分析陸川豬CSRP3蛋白保守結(jié)構(gòu)域,結(jié)果顯示陸川豬CSRP3蛋白存在2個(gè)LIM結(jié)構(gòu)域(圖12)。
2. 3 CSRP3基因組織表達(dá)差異分析
以陸川豬心臟、肝臟、脾臟、肺臟、腎臟、背最長(zhǎng)肌和脂肪cDNA為模板,18S RNA為內(nèi)參基因,運(yùn)用實(shí)時(shí)熒光定量PCR技術(shù)檢測(cè)CSRP3基因在陸川豬不同組織中的表達(dá)情況,結(jié)果(圖13)顯示,CSRP3基因在陸川豬心臟中的表達(dá)量最高,背最長(zhǎng)肌次之,在其他組織中的表達(dá)量明顯低于心臟和背最長(zhǎng)肌,在肝臟中表達(dá)量最低。
3 討論
富含半胱氨酸蛋白基因家族包括CSRP1、CSRP2、CSRP3和TLP基因。其中,CSRP3基因通過編碼CSRP3蛋白,主要在橫紋肌中發(fā)揮作用(Liu et al.,2016),參與肌細(xì)胞調(diào)控和結(jié)構(gòu)蛋白調(diào)控(Flick and Konieczny,2000)。Xu等(2010)檢測(cè)通城豬和長(zhǎng)白豬胚胎3個(gè)不同發(fā)育階段骨骼肌CSRP3基因mRNA的表達(dá)水平,結(jié)果顯示CSRP3基因表達(dá)量總體呈上升趨勢(shì)。Han等(2019)研究發(fā)現(xiàn),敲除雞CSRP3基因后,TGF-β信號(hào)通路中的Smad3磷酸化升高,抑制了雞衛(wèi)星細(xì)胞分化。Li等(2020)通過GO富集分析和KEGG通路分析篩選256個(gè)雞發(fā)育階段與肌肉發(fā)育、細(xì)胞數(shù)量和能量代謝相關(guān)的常見調(diào)控基因,其中CSRP3基因在3~18周表達(dá)量顯著上調(diào)。由此可見,CSRP3在肌細(xì)胞分化和肌肉生長(zhǎng)發(fā)育過程中發(fā)揮重要作用,但目前關(guān)于陸川豬CSRP3基因的研究鮮有報(bào)道。
本研究成功克隆獲得陸川豬CSRP3基因CDS序列,其全長(zhǎng)為854 bp,編碼194個(gè)氨基酸殘基,與NCBI上公布的野豬CSRP3基因CDS序列存在5處同義突變。該結(jié)果與單艷菊等(2020)的研究結(jié)果相似,同義突變雖不改變編碼的氨基酸,但可影響基因的轉(zhuǎn)錄速度,從而影響蛋白功能,這可能造成陸川豬與野豬CSRP3基因功能的差異,而陸川豬CSRP3基因5處同義突變會(huì)對(duì)機(jī)體產(chǎn)生何種影響尚需深入研究。通過與NCBI上已公布的各物種CSRP3基因CDS序列進(jìn)行同源比對(duì)分析,發(fā)現(xiàn)陸川豬與野豬的CSRP3基因氨基酸序列相似性高達(dá)100.0%,與哺乳動(dòng)物(牛、人類、小鼠和大鼠)氨基酸序列相似性均在97.4%以上,表明CSRP3基因在不同物種間具有高度保守性;而與非哺乳動(dòng)物(原雞)的氨基酸序列相似性只有88.7%,與白佳靈等(2020)的研究一定相似性。本研究中,經(jīng)預(yù)測(cè)分析發(fā)現(xiàn),陸川豬CSRP3基因的編碼蛋白分子量為20935.82 Da,理論等電點(diǎn)為8.89,不穩(wěn)定系數(shù)為39.11,表明其為偏堿性的穩(wěn)定蛋白;CSRP3蛋白無跨膜結(jié)構(gòu),也無信號(hào)肽,表明不具備分泌功能,二級(jí)結(jié)構(gòu)主要由無規(guī)則卷曲構(gòu)成,三級(jí)結(jié)構(gòu)可能有一種模型。此外,陸川豬CSRP3蛋白有多個(gè)磷酸化位點(diǎn)。蛋白磷酸化有可能改變蛋白結(jié)構(gòu),激活蛋白活力,從而影響豬肉品質(zhì)(Li et al.,2019;Zou et al.,2020),CSRP3蛋白的多個(gè)磷酸化位點(diǎn)可能對(duì)陸川豬肉質(zhì)產(chǎn)生一定影響。本研究發(fā)現(xiàn),CSRP3蛋白在細(xì)胞核、線粒體和細(xì)胞質(zhì)占比分別為69.6%、17.4%和13.0%,與白佳靈等(2020)的研究存在差異,可能是因物種不同導(dǎo)致產(chǎn)生差異。在細(xì)胞核中,CSRP3蛋白通過促進(jìn)bHLH因子與調(diào)控元件的結(jié)合,調(diào)控肌肉生長(zhǎng)發(fā)育相關(guān)基因(Kong et al.,1997),在細(xì)胞質(zhì)中,CSRP3作為支架蛋白,與許多結(jié)構(gòu)蛋白相互作用,從而維持肌細(xì)胞的肌動(dòng)蛋白基礎(chǔ)的細(xì)胞結(jié)構(gòu)(Arber and Caroni,1996);因此,CSRP3蛋白可能有維持陸川豬肌細(xì)胞穩(wěn)定及調(diào)控肌肉生長(zhǎng)發(fā)育的作用。
實(shí)時(shí)熒光定量PCR檢測(cè)結(jié)果顯示,CSRP3基因在所檢測(cè)的陸川豬各組織中均有表達(dá),且CSRP3基因除在心臟中高表達(dá)之外,在肌肉中的表達(dá)量也顯著高于在其他組織中的表達(dá)量,與Arber等(1994)對(duì)CSRP3基因編碼肌肉LIM 蛋白(MLP)在骨骼肌和心肌中特異性表達(dá)的研究結(jié)果一致,說明CSRP3基因主要在陸川豬心肌和骨骼肌中發(fā)揮作用(Liu et al.,2016)。綜上所述,CSRP3基因參與肌細(xì)胞調(diào)控和肌肉生長(zhǎng)發(fā)育過程,在肌肉發(fā)育和肌細(xì)胞的結(jié)構(gòu)維護(hù)中起核心作用(Rashid et al.,2015),研究結(jié)果為進(jìn)一步探究CSRP3基因?qū)﹃懘ㄘi肌肉生長(zhǎng)的作用機(jī)理提供了重要參考。
4 結(jié)論
CSRP3基因在陸川豬心臟中表達(dá)量最高,背最長(zhǎng)肌次之且明顯高于其他組織,說明該基因可能對(duì)肌肉生長(zhǎng)有一定影響。
參考文獻(xiàn):
白佳靈,王會(huì),柴志欣,王吉坤,王嘉博,武志娟,信金偉,鐘金城,陳智華,姬秋梅. 2020. 牦牛CSRP3基因的克隆及組織表達(dá)分析[J]. 生物技術(shù)通報(bào),36(6):200-207. [Bai J L,Wang H,Chai Z X,Wang J K,Wang J B,Wu Z J,Xin J W,Zhong J C,Chen Z H,Ji Q M. 2020. Cloning and tissue expression analysis of CSRP3 in yak[J]. Biotechnology Bulletin,36(6):200-207.] doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2019-0873.
鄧章超,趙娟娟,夏琴,韋崇萬,黃艷娜. 2019. 陸川豬DGAT2基因克隆、序列分析及表達(dá)水平研究[J]. 黑龍江畜牧獸醫(yī),(21):6-10. [Deng Z C,Zhao J J,Xia Q,Wei C W,Huang Y N. 2019. Cloning,sequence analysis and expression of DGAT2 gene in Luchuan pigs[J]. Heilongjiang Animal Science and Veterinary Medicine,(21):6-10.] doi:10.13881/j.cnki.hljxmsy.2019.02.0003.
關(guān)意寅. 2020. 陸川豬種質(zhì)資源保護(hù)及養(yǎng)殖技術(shù)綜述[J]. 廣西農(nóng)學(xué)報(bào),35(5):72-75. [Guan Y Y. 2020. Review on the conservation and breeding techniques of Luchuan pig germplasm resources[J]. Journal of Guangxi Agriculture,35(5):72-75.] doi:10.3969/j.issn.1003-4374.2020.05.019.
焦迪,潘鵬丞,謝婉,張其偉,曾令湖,孫甜甜,陳寶劍,關(guān)志惠,謝炳坤. 2019. 陸川豬IGFBP5基因克隆及其差異表達(dá)分析[J]. 南方農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),50(6):1347-1355. [Jiao D,Pan P C,Xie W,Zhang Q W,Zeng L H,Sun T T,Chen B J,Guan Z H,Xie B K. 2019. Gene cloning and differen-tial expression analysis of IGFBP5 gene in Luchuan pig[J]. Journal of Southern Agriculture,50(6):1347-1355.] doi:10.3969/j.issn.2095-1191.2019.06.26.
潘鵬丞,溫斌華,謝婉,姜長(zhǎng)津,焦迪,陳寶劍,關(guān)志惠,謝炳坤. 2020. 陸川豬PDK4基因序列分析、真核表達(dá)載體構(gòu)建及組織表達(dá)分析[J]. 中國畜牧獸醫(yī),47(8):2337-2347. [Pan P C,Wen B H,Xie W,Jiang C J,Jiao D,Chen B J,Guan Z H,Xie B K. 2020. Sequence analysis,eukaryotic expression vector construction and tissue expression analy-sis of PDK4 gene in Luchuan pigs[J]. China Animal Husbandry & Veterinary Medicine,47(8):2337-2347.] doi:10.16431/j.cnki.1671-7236.2020.08.001.
單艷菊,姬改革,鄒劍敏,章明,屠云潔,劉一帆,巨曉軍,束婧婷. 2020. 雞CSRP3基因編碼區(qū)SNPs及其與肌纖維性狀的相關(guān)分析[J]. 中國家禽,42(1):7-11. [Shan Y J,Ji G G,Zou J M,Zhang M,Tu Y J,Liu Y F,Ju X J,Shu J T. 2020. Polymorphisms of coding region in CSRP3 gene and its association with muscle fiber traits in chickens[J]. China Poultry,42(1):7-11.] doi:10.16372/j.issn.1004-6364.2020.01.002.
謝婉,何劍雄,陳寶劍,關(guān)志惠,郭亞芬,蘭干球,謝炳坤. 2018. 陸川豬GPR1基因的克隆及生物信息學(xué)分析[J]. 基因組學(xué)與應(yīng)用生物學(xué),37(8):3262-3268. [Xie W,He J X,Chen B J,Guan Z H,Guo Y F,Lan G Q,Xie B K. 2018. Cloning and bioinformatics analysis of GPR1 gene in Luchuan pig[J]. Genomics and Applied Biology,37(8):3262-3268.] doi:10.13417/j.gab.037.003262.
Arber S,Caroni P. 1996. Specificity of single LIM motifs in targeting and LIM/LIM interactions in situ[J]. Genes & Development,10(3):289-300. doi:10.1101/gad.10.3.289.
Arber S,Halder G,Caroni P. 1994. Muscle LIM protein,a novel essential regulator of myogenesis,promotes myogenic differentiation[J]. Cell,79(2):221-231. doi:10.1016/ 0092-8674(94)90192-9.
Chang Y,Geng F,Hu Y F,Ding Y C,Zhang R L. 2019. Zebrafish cysteine and glycine-rich protein 3 is essential for mechanical stability in skeletal muscles[J]. Biochemical and Biophysical Research Communications,511(3):604-611. doi:10.1016/j.bbrc.2019.02.115.
Cui C,Han S S,Tang S Y,He H R,Shen X X,Zhao J,Chen Y Q,Wei Y H,Wang Y,Zhu Q,Li D Y,Yin H D. 2020. The autophagy regulatory molecule CSRP3 interacts with LC3 and protects against muscular dystrophy[J]. International Journal of Molecular Sciences,21(3):749. doi:10. 3390/ijms21030749.
Flick M J,Konieczny S F. 2000. The muscle regulatory and structural protein MLP is a cytoskeletal binding partner of betaI-spectrin[J]. Journal of Cell Science,113(Pt 9):1553-1564. doi:10.1242/jcs.113.9.1553.
Han S S,Cui C,Wang Y,He H R,Liu Z H,Shen X X,Chen Y Q,Li D Y,Zhu Q,Yin H D. 2019. Knockdown of CSRP3 inhibits differentiation of chicken satellite cells by promoting TGF-β/Smad3 signaling[J]. Gene,707:36-43. doi:10.1016/j.gene.2019.03.064.
He H,Zhang H L,Li Z X,Liu Y,Liu X L. 2014. Expression,SNV identification,linkage disequilibrium,and combined genotype association analysis of the muscle-specific gene CSRP3 in Chinese cattle[J]. Gene,535(1):17-23. doi:10. 1016/j.gene.2013.11014.
Hernandez-Carretero A,Weber N,Labarge S A ,Peterka V,Doan N Y T,Schenk S,Osborn O. 2018. Cysteine-and glycine-rich protein 3 regulates glucose homeostasis in skeletal muscle[J]. American Journal of Physiology Endocrinology and Metabolism,315(2):E267-E278. doi:10.1152/ajpendo.00435.2017.
Kong Y,F(xiàn)lick M J,Kudla A J,Konieczny S F. 1997. Muscle LIM protein promotes myogenesis by enhancing the acti-vity of MyoD[J]. Molecular and Cellular Biology,17(8):4750-4760. doi:10.1128/MCB.17.8.4750.
Li D F,Pan Z X,Zhang K,Yu M L,Yu D B,Lu Y L,Wang J T,Zhang J,Zhang K N,Du W X. 2020. Identification of the differentially expressed genes of muscle growth and intramuscular fat metabolism in the development stage of yellow broilers[J]. Genes,11(3):244. doi:10.3390/genes 11030244.
Li Y,Cheng Y W,Zhu T Y,Zhang H,Li W,Guo Y S,Qi Y L,Chen X,Zhang J,Sha J H,Zhou Z M,Zhu H,Guo X J. 2019. The protein phosphorylation landscape of mouse spermatids during spermiogenesis[J]. Proteomics,19(11):e1900055. doi:10.1002/pmic.201900055.
Liu G Q,Zhang C L,Wang G Z,Ji Z B,Liu Z H,Chao T L,Zhang S S,Wang J M. 2016. Molecular cloning,characterization and tissue specificity of the expression of the ovine CSRP2 and CSRP3 genes from Small-tail Han sheep (Ovis aries)[J]. Gene,580(1):47-57. doi:10.1016/j.gene. 2016.01.021.
Louis H A,Pino J D,Schmeichel K L,Pomiès P,Beckerle M C. 1997. Comparison of three members of the cysteine-rich protein family reveals functional conservation and divergent patterns of gene expression[J]. The Journal of Biological Chemistry,272(43):27484-27491. doi:10.1074/ jbc.272.43.27484.
Rashid M M,Runci A,Polletta L,Carnevale I,Morgante E,F(xiàn)oglio E,Arcangeli T,Sansone L,Russo M A,Tafani M. 2015. Muscle LIM protein/CSRP3:A mechanosensor with a role in autophagy[J]. Cell Death Discovery,1:15014. doi:10.1038/cddiscovery.2015.14.
Sun J J,Zhang B W,Lan X Y,Zhang C L,Lei C Z,Chen H. 2014. Comparative transcriptome analysis reveals significant differences in MicroRNA expression and their target genes between adipose and muscular tissues in cattle[J]. PLoS One,9(7):e102142. doi:10.1371/journal.pone.010 2142.
Xu X W,Qiu H F,Du Z Q,F(xiàn)an B,Rothschild M F,Yuan F,Liu B. 2010. Porcine CSRP3:polymorphism and association analyses with meat quality traits and comparative analyses with CSRP1 and CSRP2[J]. Molecular Biology Reports,37(1):451-459. doi:10.1371/journal.pone.0102142.
Zou B,Zhao D,He G J,Nian Y Q,Da D D,Yan J,Li C B. 2020. Acetylation and phosphorylation of proteins affect energy metabolism and pork quality[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry,68(27):7259-7268. doi:10. 1021/acs.jafc.0c01822.
收稿日期:2021-09-08
基金項(xiàng)目:廣西科技計(jì)劃項(xiàng)目(桂科AB21196060);中央引導(dǎo)地方科技發(fā)展專項(xiàng)(桂科ZY20198019,桂科ZY21195052)
通訊作者:覃兆鮮(1983-),https://orcid.org/0000-0003-3247-8108,副研究員,主要從事地方豬繁殖育種研究工作,E-mail:zhx_qin@163.com
第一作者:陳云(1996-),https://orcid.org/0000-0001-6797-9098,研究方向?yàn)閯?dòng)物遺傳育種與繁殖,E-mail:1259314173@qq.com