ธัญญะ จูงาม. คุณลักษณะของ complementary DNAs (cDNAs) และการตอบสนองต่อการเกิดความเครียดของยีน heat shock protein 40, 90 และ glucose regulated protein 78 ในกุ้งก้ามกราม (Macrobrachium rosenbergii, De Man). ปริญญาโท(เพาะเลี้ยงสัตว์น้ำ). มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์. สำนักหอสมุด. : มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์, 2559.
คุณลักษณะของ complementary DNAs (cDNAs) และการตอบสนองต่อการเกิดความเครียดของยีน heat shock protein 40, 90 และ glucose regulated protein 78 ในกุ้งก้ามกราม (Macrobrachium rosenbergii, De Man)
Characterization and stress response analysis of complementary DNAs (cDNAs) encoding heat shock protein 40, 90 and glucose regulated protein 78 genes of giant freshwater prawn Macrobrachium rosenbergii, De Man)
Abstract:
การศึกษาในครั้งนี้ประสบความสำเร็จในการโคลนลำดับนิวคลีโอไทด์ที่สมบูรณ์ของยีน Heat Shock Protein 40, 90 และ Glucose regulated protein 78 ของกุ้งก้ามกราม (Mr-hsp40, Mr-hsp90 และ Mr-grp78) โดยใช้เทคนิค 5' rapid amplification cDNA end (RACE) โดยพบว่า เมื่อทำการเปรียบเทียบลำดับนิวคลีโอไทด์และกรดอะมิโนของดีเอ็นเอคู่สมของยีน Mr-hsp40, Mr-hsp90 และ Mr-grp78 กับสิ่งมีชีวิตชนิดอื่น จะพบว่ามีความคล้ายคลึงกับสัตว์ในกลุ่มครัสเต-เชียนและแมลงมากที่สุด ส่วนการศึกษาการแสดงออกของยีนเหล่านี้ด้วยเทคนิค Semi-quantitative RT-PCR พบว่า Mr-hsp40 มีการแสดงออกในเซลล์สืบพันธุ์เพศผู้เท่านั้น ขณะที่ Mr-hsp90 และ Mr-grp78 มีการแสดงออกในทุก ๆ อวัยวะของกุ้งปกติ การศึกษาระดับการแสดงออกของยีน Mr-hsp40, Mr-hsp90 และ Mr-grp78 ภายหลังการกระตุ้นดว้ยเชื้อแบคทีเรีย Aeromonas hydrophila และอุณหภูมิที่แตกต่างกัน (25 และ 35 องศาเซลเซียส) ในกุ้งก้ามกรามโดยให้เทคนิค Quantitative real-time RT-PCR พบว่าในสภาวะการกระตุ้นด้วยเชื้อแบคทีเรีย A. hydrophila ที่ความเข้มข้น 107 และ 109CFU/ml ยีน Mr-hsp40 จะมีการแสดงออกอย่างรวดเร็วในตับและตับอ่อนและมีการตอบสนองอย่างช้าในเหงือกและเซลล์เม็ดเลือด ขณะที่ยีน Mr-hsp90 จะมีการแสดงออกที่เพิ่มขึ้นในชั่วโมงที่ 3 ถึง 12 ในเหงือกและตับและตับอ่อนและมีการแสดงออกที่สูงที่สุดในเซลล์เม็ดเลือดที่ 96 ชั่วโมง ส่วน Mr-grp78 ในเหงือก ตับและตับอ่อนและเซลล์เม็ดเลือดมีการแสดงออกที่เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ (P<0.05) เมื่อเปรียบเทียบกับกลุ่มควบคุมในชั่วโมงที่ 12 ขณะที่การกระตุ้นด้วย อุณหภูมิสูง (35 องศาเซลเซียส)ยีน Mr-hsp40 จะมีการแสดงออกอย่างรวดเร็วที่ 6 ชั่วโมงในเซลล์เม็ดเลือด และมีการแสดงออกในช่วง 48-96 ชั่วโมงในทุก ๆ อวัยวะ ส่วนยีน Mr-hsp90 จะถูกกระตุ้นให้มีการแสดงออกอย่างมากทั้งในอุณหภูมิ 25 และ 35 องศาเซลเซียส โดยเฉพาะชั่วโมงที่ 48 และ 12 ในเหงือกและตับและตับอ่อนตามลำดับ ส่วนในเซลล์เม็ดเลือดพบว่าที่อุณหภูมิที่ 35 องศาเซลเซียสเท่านั้นที่สามารถเหนี่ยวนำให้มีการแสดงออกที่สูงขึ้นในชั่วโมงที่ 3 ส่วนการแสดงออกของยีน Mr-grp78 ในเหงือกจะถูกยับยั้งการแสดงออกอย่างชัดเจนที่ชั่วโมงที่ 24, 48 และ 96 และที่ชั่วโมงที่ 12 ในตับและตับอ่อน ข้อมูลที่ได้จากการศึกษาครั้งนี้ได้แสดงให้เห็นถึงบทบาทและความสำคัญของยีน Mr-hsp40, Mr-hsp90 และ Mr-grp78 ในการตอบสนองต่อความเครียดในเซลล์รวมทั้งผลกระทบที่เกิดขึ้นในสภาพที่ได้รับเชื้อแบคทีเรียก่อโรคและอุณหภูมิที่สูงหรือต่ำกว่าสภาวะปกติ
In this study, the full-length complementary DNAs (cDNAs) encoding for giant freshwaterprawn hsp40, hsp90 and glucose regulated protein 78 genes (Mr-hsp40, Mr-hsp90 and Mr-grp78) were successfully cloned and characterized using 5' rapid amplification cDNA end (RACE) technique. Comparison analysis of nucleotide and amino acid sequences of these genes with other species showed highest similarity scores to crustacean and insect hsp genes. Expression analysis by semi-quantitative RT-PCR indicated that Mr-hsp40 was specifically expressed in testis while Mr-hsp90 and Mr-grp78 was ubiquitously observed in all tested tissues. The expression patterns of Mr-hsp40, Mr-hsp90 and Mr-grp78 under Aeromonas hydrophila challenging and heat-cold treated conditions were demonstrated by quantitative real-time RT PCR. The results revealed that 107 and 109CFU/ml of A. hydrophila, could effectively induce early up-regulation of Mr-hsp40 in hepatopancreas and late up-regulation in gills and hemocytes. However up-regulation expression of Mr-hsp90 was quickly observed at hour 3 to 12 in gills and hepatopancreas and lately discovered very highly significant in hemocytes at hour 96. Expression levels of Mr-grp78 in gills, hepatopancreas and hemocytes were significantly up-regulated at hour 12 after bacterial Infection. Under high temperature conditions (35oC), Mr-hsp40 expression was tardilyup-regulated in hemocytes at hour 6 and eventually up-regulated in all tested tissues at hour 48-96. High expression levels of Mr-hsp90 in 35 and 25oC were observed at hour 48 and 12 in gills and hepatopancreas but in hemocytes in 35oC was suddenly up-regulated at hour 3. On the other hand, expression of Mr-grp78 in gills was showed suppression at hours 24, 48 and 96 in gills and 12 in hepatopancreas. In information from this study clearly demonstrated significantly functional roles of Mr-hsp40, 90 and Mr-grp78 that are crucially involved in cellular stress responses to both temperature and infection inductions.