Xác định các bản sao mới từ gen MYL1 của lợn và đặc trưng ban đầu về các trình điều khiển của nó

Molecular and Cellular Biochemistry - Tập 343 - Trang 239-247 - 2010
Fei Ling1,2, Wei Fang3, Yaosheng Chen3, Jiaqi Li1, Xiaohui Liu4, Liangliang Wang1, Hao Zhang1, Songling Chen1, Yingjie Mei1, HongLi Du2, Chong Wang1
1College of Animal Science, South China Agricultural University, Guangzhou, People’s Republic of China
2School of Bioscience and Bioengineering, South China University of Technology, Guangzhou, People’s Republic of China
3State Key Laboratory of Biocontrol, School of Life Science, Sun Yat-Sen University, Guangzhou, People’s Republic of China
4Institute of Plant Protection, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing, People’s Republic of China

Tóm tắt

Gen myosin nhẹ kiềm cơ vân nhanh (MYL1) là một trong ba gen myosin nhẹ kiềm ở động vật có vú và mã hóa hai isoform, 1f và 3f, có vai trò quan trọng trong sự phát triển cơ vân ở phôi, bào thai và người lớn. Chúng tôi đã tách chiết gen MYL1 từ thư viện BAC của lợn với mục tiêu phân tích trình điều khiển của nó và xác định các bản sao của nó. Các gen và isoform đã được xác định bằng phương pháp PCR phiên mã ngược, phân tích Northern blot và RACE (Khuếch đại nhanh các đầu cDNA). Các trình điều khiển tiềm năng của gen MYL1 đã được đặc trưng bằng cách sử dụng thử nghiệm báo cáo luciferase và các thử nghiệm dịch chuyển di điện (EMSA). Các isoform MLC1f, MLC3f và ba isoform bổ sung của MYL1 lợn, MLC5f-A, -B và -C đã được phát hiện. Đến nay, ba isoform mới này chưa được báo cáo trong người hoặc chuột. Phân tích Northern blot cho thấy MLC1f, MLC3f và MLC5fs chỉ được biểu hiện trong các cơ dài lưng. Hai vị trí khởi đầu và kết thúc phiên mã đã được xác định bằng RACE. Phân tích trình điều khiển và EMSA chứng tỏ sự hiện diện của một vị trí liên kết MEF3 (tăng cường phiên mã chuyên biệt cho cơ vân) (+384 đến +481), có thể là thiết yếu cho phiên mã MYL1 ở lợn. Kết quả của chúng tôi cho thấy rằng năm biến thể phiên mã đã được tạo ra bằng cách sử dụng các trình điều khiển thay thế, hai vị trí bắt đầu phiên mã và các vị trí polyA, cũng như sự thay đổi splicing biến đổi của exon 5 gen MYL1 lợn. Việc xác định các trình điều khiển thay thế và các biến thể splicing, sự biểu hiện của các biến thể splicing trong các mô cơ khác nhau, và định nghĩa các yếu tố điều hòa cung cấp kiến thức di truyền phân tử quan trọng liên quan đến gen MYL1.

Từ khóa

#MYL1 gene #porcine #transcripts #promoters #isoforms #muscle development #molecular genetics

Tài liệu tham khảo

Periasamy M, Strehler EE, Garfinkel LI et al (1984) Fast skeletal muscle myosin light chains 1 and 3 are produced from a single gene by a combined process of differential RNA transcription and splicing. J Biol Chem 259:13595–13604 Robert B, Daubas P, Akimenko MA et al (1984) A single locus in the mouse encodes both myosin light chains 1 and 3, a second locus corresponds to a related pseudogene. Cell 39:129–140 Nabeshima Y, Fujii-Kuriyama Y, Muramatsu M et al (1984) Alternative transcription and two modes of splicing results in two myosin light chains from one gene. Nature 308:333–338 Kelly R, Alonso S, Tajbakhsh S et al (1995) Myosin light chain 3F regulatory sequences confer regionalized cardiac and skeletal muscle expression in transgenic mice. J Cell Biol 129:383–396 Lyons GE, Ontell M, Cox R et al (1990) The expression of myosin genes in developing skeletal muscle in the mouse embryo. J Cell Biol 111:1465–1476 Ontell MP, Sopper MM, Lyons G et al (1993) Modulation of contractile protein gene expression in fetal murine crural muscles: emergence of muscle diversity. Dev Dyn 198:203–213 Kelly R, Buckingham M (2000) Modular regulation of the MLC1F/3F gene and striated muscle diversity. Microsc Res Tech 50:510–521 Donoghue M, Ernst H, Wentworth B et al (1988) A muscle-specific enhancer is located at the 3′ end of the myosin light-chain 1/3 gene locus. Genes Dev 2:1779–1790 Barton PJ, Harris AJ, Buckingham ME (1989) Myosin light chain gene expression in developing and denervated fetal muscle in the mouse. Development 107:819–824 Cox RD, Garner I, Buckingham ME et al (1990) Transcriptional regulation of actin and myosin genes during differentiation of a mouse muscle cell line. Differentiation 43:183–191 McGrew MJ, Bogdanova N, Hasegawa K et al (1996) Distinct gene expression patterns in skeletal and cardiac muscle are dependent on common regulatory sequences in the MLC1/3 locus. Mol Cell Biol 16:4524–4534 Rosenthal N, Kornhauser JM, Donoghue M et al (1989) Myosin light chain enhancer activates muscle-specific, developmentally regulated gene expression in transgenic mice. Proc Natl Acad Sci USA 86:7780–7784 Rao MV, Donoghue MJ, Merlie JP et al (1996) Distinct regulatory elements control muscle-specific, fiber-type-selective, and axially graded expression of a myosin light-chain gene in transgenic mice. Mol Cell Biol 16:3909–3922 Kelly RG, Zammit PS, Schneider A et al (1997) Embryonic and fetal myogenic programs act through separate enhancers at the MLC1F/3F locus. Dev Biol 187:183–199 Zammit PS, Cohen A, Buckingham ME et al (2008) Integration of embryonic and fetal skeletal myogenic programs at the myosin light chain 1f/3f locus. Dev Biol 313:420–433 Holland LZ, Pace DA, Blink ML et al (1995) Sequence and expression of amphioxus alkali myosin light chain (amphimlc-alk) throughout development: implications for vertebrate myogenesis. Dev Biol 171:665–676 Fontanesi L, Davoli R, Dall’Olio S et al (2000) Linkage assignment of the fast skeletal alkali myosin light polypeptide 1 (myl1) gene to porcine chromosome 15. Anim Genet 31:415–416 Chaves LD, Ostroski BJ, Reed KM (2003) Myosin light chain genes in the turkey (meleagris gallopavo). Cytogenet Genome Res 102:340–346 Hochheimer A, Tjian R (2003) Diversified transcription initiation complexes expand promoter selectivity and tissue-specific gene expression. Genes Dev 17:1309–1320 Carrion AM, Link WA, Ledo F et al (1999) Dream is a Ca2+-regulated transcriptional repressor. Nature 398:80–84 Ledo F, Carrion AM, Link WA et al (2000) Dream-alphacrem interaction via leucine-charged domains derepresses downstream regulatory element-dependent transcription. Mol Cell Biol 20:9120–9126 Hidaka K, Yamamoto I, Arai Y et al (1993) The MEF-3 motif is required for MEF-2-mediated skeletal muscle-specific induction of the rat aldolase A gene. Mol Cell Biol 13:6469–6478 Salminen M, Lopez S, Maire P et al (1996) Fast-muscle-specific DNA–protein interactions occurring in vivo at the human aldolase A M promoter are necessary for correct promoter activity in transgenic mice. Mol Cell Biol 16:76–85 Spitz F, Demignon J, Porteu A et al (1998) Expression of myogenin during embryogenesis is controlled by Six/sine oculis homeoproteins through a conserved MEF3 binding site. Proc Natl Acad Sci USA 95:14220–14225 Li YP, Schwartz RJ (2001) TNF-alpha regulates early differentiation of c2c12 myoblasts in an autocrine fashion. Faseb J 15:1413–1415