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Expression Patterns of the Differentially Expressed Genes During Growth Stages of Hanwoo(Korean Cattle)

한우 성장단계 특이발현 유전자의 발현양상 분석

  • Jang, Y.S. (National Livestock Research Institute, R.D.A.) ;
  • Yoon, D.H. (National Livestock Research Institute, R.D.A.) ;
  • Kim, T.H. (National Livestock Research Institute, R.D.A.) ;
  • Cheong, I.C. (National Livestock Research Institute, R.D.A.) ;
  • Jo, J.K. (Department of Animal Science, Kyungpook National University)
  • 장요순 (농촌진흥청 축산기술연구소) ;
  • 윤두학 (농촌진흥청 축산기술연구소) ;
  • 김태헌 (농촌진흥청 축산기술연구소) ;
  • 정일정 (농촌진흥청 축산기술연구소) ;
  • 조진기 (경북대학교 동물공학과)
  • Published : 2002.12.31

Abstract

We have investigated the expression patterns of candidates for growth stage specifically expressed genes. The expression patterns of the EPV20, aldolase A, Translationally Controlled Tumor Protein (TCTP) and Adipocyte Differentiation Related Protein (ADRP) were examined by semiquantitative RT-PCR and northern blot analysis in skeletal muscle tissues of Hanwoo, especially in the longissimus dorsi at various growth stages. The EPV20 mRNA was expressed in longissimus dorsi tissue of Hanwoo, but there was no difference of expression levels during growth stages. Though the aldolase A gene was reported to be muscle-specific and regulated at developmental stages, the expression levels of aldolase A mRNA in the longissimus dorsi tissues showed little differences at various growth stages. The expression levels of TCTP which was reported as growth-related protein regulated at translation step were gradually increased during growth of Hanwoo. The expression levels of ADRP mRNA were rapidly increased at 24-month-old longissimus dorsi tissue of Hanwoo, and decreased at 30-month-old. Our data suggest that the ADRP gene show as growth-stage dependent expression and is related to fat deposition within muscular tissue.

한우 성장단계 특이발현 유전자 탐색에 관한 연구(장 등, 2002)에서 선정된 후보유전자 중, EPV 20, TCTP 및 aldolase A를 비롯하여 24개월령 cDNA probe에 대하여 강한 signal을 나타낸 ADRP 유전자의 발현양상을 분석하기 위하여 성장단계별 한우 등심조직 시료를 사용하여 semiquantitative RT-PCR 및 northern blot 분석을 실시하였다. EPV 20 유전자는 한우 등심조직에서 성장단계에 따른 발현량 차이가 거의 없는 결과를 근거로, 근육조직에서 항상 발현되는 유전자로 판단하였다. 또한 발달단계에 따라 발현량 차이가 있는 것으로 보고된 aldolase A 유전자 역시 뚜렷한 발현량 차이는 없었으며, aldolase A의 muscle specific promoter와 근육분화 관련 transcription factor에 관한 연구를 통하여 근육분화 및 근육수축에 있어 aldolase A의 역할 및 조절작용을 밝힐 수 있을 것으로 사료된다. 성장관련 단백질로 알려져 있는 TCTP의 발현양상을 분석한 결과, 한우 등심조직에서 성장함에 따라 발현량이 약간 증가하는 양상을 나타내었다. 이와 같은 발현양상 분석결과로 TCTP 유전자는 성장과 관련된 기능이 있지만 동물의 성장에 있어 직접적으로 관여하지는 않을 것으로 판단된다. 지방세포 분화의 초기단계에서 발현량이 급증하고 lipid droplet 형성에 관여하며 지방축적과도 관련이 있는 것으로 보고된 ADRP 유전자의 transcript의 크기는 약 1.82 kb 이었고, 24개월령 한우 등심조직에서 발현량이 급격히 증가하였으며, 30개월령 조직에서는 감소하는 양상을 나타내었다. 이와 같은 결과로부터 ADRP 유전자를 한우 성장단계 특이발현 유전자로 선정하였으며, ADRP 유전자의 발현양상은 근육내 지방축적과 관련이 있을 것으로 추정하였다. 이후에는 발현조절 기작의 해명 및 근육내 지방축적과의 관련성 분석을 위하여 ADRP 유전자의 전체적인 구조 및 전사조절 인자 분석을 비롯하여 다른 지방대사 및 지방축적 관련 유전자와의 상호작용 및 다형성 탐색분석에 관한 연구가 필요 할 것으로 판단하였다.

Keywords

References

  1. Auffray, C. and Rougeon, F. 1980. Purification of mouse immunoglobulin heavy-chain messenger RNAs from total myeloma tumor RNA. Eur. J. Biochem. 107: 303-314.
  2. Brasaemle, D. L., Barber, T., Wolins, N. E. Serrero, G., Blanchette-Mackie, E. J. and Londos, C. 1997. Adipose differentiation-related protein is an ubiquitously expressed lipid storage droplet- associated protein. J. Lipid Res. 38:2249-2263.
  3. Chirgwin, J. M., Przybyla, A. E., MacDonald, R. J. and Rutter, W. J. 1979. Isolation of biologically active ribonucleic acid from sources enriched in ribonuclease. Biochemistry 18:5294- 5299. https://doi.org/10.1021/bi00591a005
  4. Gao, J., Ye, H. and Serrero, G. 2000. Stimulation of adipose differentiation related protein (ADRP) expression in adipocyte precursors by long-chain fatty acids. J. Cell Physiol. 182(2):297-302.
  5. Gerbens, F., Jansen, A., van Erp, A. J., Harders, F., Meuwissen, T. H., Rettenberger, G., Veerkamp, J. H. and te Pas, M. F. 1998. The adipocyte fatty acid-binding protein locus: characterization and association with intramuscular fat content in pigs. Mamm. Genome 9(12):1022-1026.
  6. Gonzalez-Cadavid, N. F., Taylor, W. E., Yara- sheski, K., Sinha-Hikim, I., Ma K., Ezzat, S., Shen, R., Lalani, R., Asa, S., Mamita, M., Nair G., Arver, S. and Bhasin, S. 1998. Organization of the human myostatin gene and expression in healthy men and HIV-infected men with muscle wasting. Proc. Natl. Acad. Sci. 95(25):14938- 14943.
  7. Horecker, B. L., Tsolas, O. and Lai, C. Y. 1972. In The Enzymes, Boyer, P. D. Ed., Academiv Press, New York. Vol. 7, pp. 213-258. in Minoru, S., Tsunehiro, M, and Katsuji, H. (ed.) Biochem. Biophy. Res. Comm (BBRC) 1985. Nucleotide sequence of a cDNA clone for human aldolase : A messagenger RNA in the liver. 131(1):413- 420.
  8. Izzo, P., Costanzo, P., Lupo, A., Rippa, E., Paolella, G. and Salvatore, F. 1988. Human aldolase A gene : structural organization and tissue-specific expression by multiple promoters and alternate mRNA processing. Europ. J. Biochem. 174:569-578.
  9. Kirchhoff, C., Osterhoff, I., Habben, I. and Ivell, R. 1990. Cloning and analysis of mRNA expressed specifically in the human epididymis. Int. I. Androl. 13:155-167, in Larsen, L. B., Raven, P., Boisen, A., Berglund, L. and Petersen, T. E. (ed.) Eur. J. Biochem. 1997. 243(1-2):437- 441. Primary structure of EPV20, a secretory glycoprotein containing a previously uncharaterized type of domain.
  10. Kishi, H., Mukai, T., Hirono, A., Fujii, H., Miwa, S. and Hori, K. 1987. Human aldolase A deficiency associated with a hemolytic anemia: thermolabile aldolase due to a single base mutation. Proc. Natl. Acad. Sci. 84(23):8623- 8627.
  11. Kreuder, J., Borkhardt, A., Repp, R., Pekrun, A., Gottsche, B., Gottschalk, U., Reichmann, H., Schachenmayr, W., Schlegel, K. and Lampert, F. 1996. Brief report: Inherited metabolic myopathy and hemolysis due to a mutation in aldolase A. New Eng. J. Med. 334:1100-1104.
  12. Kukita, A., Yosida, M. C., Fukushige, S., Saka- kibara, M., Joh, K., Mukai, T. and Hori, K. 1987. Molecular gene mapping if human aldolase A(ALDOA) gene to chromosome 16. Hum. Genet. 76:20-26.
  13. Larsen, L. B., Raven, P., Boisen, A., Berglund, L. and Petersen, T. E. 1997. Primary structure of EPV20, a secretory glycoprotein containing a previously uncharaterized type of domain. Eur. J. Biochem. 243(1-2):437-441. https://doi.org/10.1111/j.1432-1033.1997.0437a.x
  14. Marti, A., Novo, F. J., Martinez-Anso, E., Zara- tiegui, M., Aguado, M. and Martinez, J. A. 1998. Leptin gene transfer into muscle increases lipolysis and oxygen consumption in white fat tissue in ob/ob mice. Biochem. Biophys. Res. Commun. 246(3):859-862. https://doi.org/10.1006/bbrc.1998.8539
  15. Miller, K. D., Ellis, M., McKeith, F. K., Bidner, B. S. and Meisinger, D. J. 2000. Frequency of the Rendement Napole RN- allele in a population of American Hampshire pigs. J. Anim. Sci. 78(7): 1811-1815. https://doi.org/10.2527/2000.7871811x
  16. Minoru, S., Tsunehiro, M. and Katsuji, H. 1985. Nucleotide sequence of a cDNA clone for human aldolase : A messagenger RNA in the liver. Biochem. Biophy. Res. Comm. 131(1):413-420.
  17. Sturzenbaum, S. R., Kille, P. and Morgan, A. J. 1998. Identification of heavy metal induced changes in the expression patterns of the trans- lationally controlled tumor protein (TCTP) in the earthworm Lumbricus rubellus 1. Biochim. Bio- phys. Acta. 1398(3):294-304. https://doi.org/10.1016/S0167-4781(98)00077-3
  18. Thiele, H., Berger, M., Lenzner, C., Kuhn, H. and Thiele, B. J. 1998. Structure of the promoter and complete sequence of the gene coding for the rabbit translationally controlled tumor protein (TCTP) P23. Eur. J. Biochem. 257(1):62-68. https://doi.org/10.1046/j.1432-1327.1998.2570062.x
  19. Ye, H. and Serrero, G. 1998. Stimulation of adipose differentiation related protein (ADRP) expression by ibuprofen and indomethacin in adipocyte precursors and in adipocytes. Biochem J. 330:803-809.
  20. 장요순, 김태헌, 윤두학, 박응우, 정일정, 조진기. 2002. Subtraction 기법을 이용한 한우 성장단계 특이발현 유전자 탐색. 한국동물자원과학회지. 44(1):13-22.
  21. 조병대, 고영두. 1998. 한국의 축산. p 3-25.
  22. 축산기술연구소. 1997. 새로운 한우사육기술. p 81.
  23. 축산기술연구소. 1998. 유전공학 기법에 의한 가축개량 기술개발 연구 최종 연구보고서. 과학기술부. p 3-118.