猪G蛋白偶联受体12_Gpr12_基因克隆鉴定及其表达分析

  • 格式:pdf
  • 大小:522.93 KB
  • 文档页数:5

猪G蛋白偶联受体12(Gpr12)基因克隆

鉴定及其表达分析

张宝乐1,2,李晔2,石放雄2,徐银学2*(1.徐州医学院神经生物学教研室,江苏徐州221002;2.南京农业大学动物科学技术学院,江苏南京210095)

摘要:为研究猪G蛋白偶联受体12(Gprotein-coupledreceptor12,Gpr12)基因的序列和组织表达特征,探索Gpr12mRNA在卵泡发育过程中的

表达规律,本研究利用克隆测序技术获取猪Gpr12基因的编码区序列,并利用生物信息学方法分析Gpr12基因序列和蛋白的潜在特征;RT-PCR技术检测Gpr12基因的组织表达模式;荧光定量PCR技术检测Gpr12mRNA在猪卵泡发育过程中的表达规律。结果表明:猪Gpr12基因编码区序列长1005bp,编码蛋白含有典型的7次跨膜结构域和DRY基序,存在多个潜在的磷酸化和糖基化修饰位点;Gpr12基因在所检测的组织和细胞中均有表达,且在脑、垂体和卵母细胞中高表达;随着卵泡的发育,Gpr12mRNA的表达量极显著升高(P<0.01),表明Gpr12基因可能参与了猪卵泡发育的调控过程。关键词:猪;G蛋白偶联受体12;基因克隆;表达

中图分类号:S828文献标志码:A文章编号:0529-5130(2014)12-0010-05

Molecularcloning,identificationandexpressionofGpr12geneinpigsZHANGBaole1,2,LIYe2,SHIFangxiong2,XUYinxue2*(1.DepartmentofNeurobiology,XuzhouMedicalCollege,Xuzhou221002,China;2.CollegeofAnimalScienceandTechnology,NanjingAgriculturalUniversity,Nanjing210095,China)

Abstract:Tostudythesequencefeature,tissueexpressionprofileandtheexpressionpatternintheprocessoffolliculardevelopmentof

porcineGprotein-coupledreceptor12(Gpr12)gene,thecompletecodingsequenceofporcineGpr12genewasclonedbyRT-PCR.Bioin-formaticsmethodswereadoptedtoanalyzethesequencefeatureofGpr12geneandpredictthestructureandfunctionofGpr12protein.TheexpressionpatternsofthegeneinvarioustissuesandtheprocessoffolliculardevelopmentwereinvestigatedusingRT-PCRandreal-timePCR,respectively.TheresultsindicatedthatthecodingsequenceofGpr3genewithitslengthbeing1005bpnucleotidesencodeda330ami-noacidprotein,whichcontainedthetypicalseven-transmembranestructureofGPCRsandDRYmotif,includingseveralpotentialphospho-rylationandN-glycosylationsites.Gpr12genewasexpressedinallthetestedtissuesandcells,theexpressionlevelsofthisgeneinbrain,pituitaryandoocytesbeinghigherthanthatinothertissues.TheexpressionlevelofGpr12mRNAwasup-regulatedsignificantlyduringfolli-cledevelopment(P<0.01),suggestingthatGpr12mightbeinvolvedintheregulatoryprocessofporcinefolliculardevelopment.

Keywords:pig;Gprotein-coupledreceptor12(Gpr12);molecularcloning;expression

G蛋白偶联受体12(Gprotein-coupledreceptor12,Gpr12)是孤儿G蛋白偶联受体超家族成员,其

序列首次从大鼠的脑垂体cDNA文库中被克隆[1],起

初命名为候选的GPCR或者GPCR01[2]。随后的研究

发现,Gpr12基因不仅分布于脑垂体,在大脑、卵巢

收稿日期:2014-06-10基金项目:国家高技术研究发展计划项目(863计划)(批准号:2006AA10Z136)、江苏省研究生创新计划(CXLX11-0701)和徐州

医学院优秀人才基金(53591307)资助的课题作者简介:张宝乐(1983-),男,讲师,博士,

主要从事动物

分子遗传学、神经生物学方面的研究*通信作者:徐银学,教授,研究方向为动物分子遗传与现代育

种,E-mail:xuyinxue@njau.edu.cn

和睾丸组织中也有大量的表达[2-3],并且能够在PC等细胞系中通过升高胞内的cAMP水平,促进神经元轴突的生长[4-5]。最近的研究发现,Gpr12

受体属于

Gpr3亚家族成员,能够协同Gpr3受体通过激活下游

Gs蛋白介导的信号通路,维持小鼠和爪蟾卵母细胞

减数分裂的前期阻滞[3,6],表明Gpr12受体介导的信

号通路参与了卵泡发育的调控过程。目前,大鼠、小鼠、人和牛等哺乳动物的Gpr12基因已相继被克隆和鉴定,而猪Gpr12基因序列尚未见报道。为了克隆鉴定猪Gpr12基因,我们利用电子克隆和RT-PCR技术,获得了猪Gpr12基因的编码区序列,并利用生物信息学方法对其结构及功能进行了系统的分析;随后,利用RT-PCR和荧光定量PCR技

·01·AnimalHusbandry&VeterinaryMedicine2014Vol.46No.12术检测了Gpr12mRNA在猪的各组织及大中小卵泡中

的表达情况,为进一步探明猪Gpr12基因的潜在功能提供了新的线索。1材料与方法1.1样品采集6月龄杜长大三元商品母猪(n=6,公母各半)由无锡宜兴农牧有限公司提供。屠宰后,立即采集大脑、卵巢等12种组织,置于液氮中,用于组织表达谱分析。另外,从南京市哈慈天环食品有限公司下属屠宰场采集猪卵巢,用于分离大、中、小卵泡及卵母细胞的体外培养,培养方法参照本课题组前期报道[7]。根据表面直径,将卵泡分为直径小于2mm的小卵泡、3~5mm的中卵泡和大于6mm的大卵泡。1.2RNA提取和反转录采用TRIzol(Invitrogen公司)一步法从各组织和卵母细胞中提取总RNA,操作过程按照说明书进行,随后利用DNaseI(TaKaRa公司)处理以除去其中的痕量基因组DNA。紫外分光光度仪测定总RNA浓度及纯度。以2μg总RNA为模板用M-MLV反转录酶(Promega公司)和Oligo(dT)18进行反转录合成cDNA第一链。1.3引物设计以人Gpr12基因cDNA序列(GenBank序列号:NM_005288.3)为电子探针,借助NCBI网站的Blast程序在猪的EST-other和SusscrofaHTGS数据库中分别搜索猪的同源序列,发现1条与人Gpr12同源性大于90%的猪HTGS序列(CU468407.2),但没有获得相似的EST序列。利用人Gpr12和猪HTGS序列的比对结果,根据其保守序列利用PrimerPremier5.0软件设计1对基因特异性引物(Gpr12ORF-F,Gpr12ORF-R),用于扩增猪Gpr12基因的编码区。根据扩增出的猪Gpr12基因编码区序列和GAPDH基因mRNA序列(GenBank序列号:AF017079),设计定量PCR检测引物,引物具体信息见表1,由Invitro-gen公司合成。表1引物信息1.4克隆测序以三元商品猪卵巢组织cDNA为模板,扩增Gpr12基因的完整编码区序列。PCR反应体系:10μL2×TaqPCRMasterMix(TaKaRa公司),0.5μL上、下游引物(10μmol/L),1μLcDNA模板,加双蒸水至终体积20μL。PCR反应条件:95℃5min;94℃30s,56.3℃30s,72℃80s,32个循

环;72℃10min。PCR产物经1%琼脂糖凝胶电泳检测后,纯化回收,并亚克隆于pMD19-T载体中(TaKaRa公司)转化DH5α感受态细胞;挑取阳性

克隆,用质粒提取试剂盒(Axygen)提取质粒,经PCR鉴定后,送Invitrogen公司测序。1.5生物信息学分析

利用NCBI中的ORFFinder(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/projects/gorf/)对获得的猪Gpr12基因序

列进行阅读框架的识别;Blast程序(http://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi)在猪基因组数据库中对Gpr12基因进行初步的染色体定位,并选用6种哺乳动物Gpr12的核酸序列进行同源性分析,其中包括牛(BosTaurus:NM001206330.1)、黑猩猩(Pantroglodytes:XM001157503.2)、人(Homosapiens:NM005288.3)、犬(Canislupusfamiliaris:XM543160.3)、小鼠(Musmusculus:NM008151.3)、大鼠(Rattusnorvegicus:NM030831.1);采用ExPASy-ProtParam(http://www.

expasy.ch/tools/protparam.html)预测猪Gpr12氨基酸

构成及性质;利用SignalP4.0[8](http://genome.cbs.

dtu.dk/services/SignalP)预测猪Gpr12蛋白的信号肽;

PSORTIIprogram[9](http://psort.ims.u-tokyo.ac.jp/

form2.html)预测猪Gpr12

蛋白的亚细胞定位;CBSPre

-dictionServers(NetPhos2.0和NetNGlyc1.0Server;http://www.cbs.dtu.dk/services)预测猪Gpr12蛋白潜