ผลของพลาสมาเย็นต่อการแสดงออกของยีนที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการดีเอ็นเอเมทิลเลชั่นในลูกไก่ประดู่หางดำลูกผสม
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
การศึกษาครั้งนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาผลของการใช้พลาสมาเย็นต่อการแสดงออกของยีนที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการดีเอ็นเอเมทิลเลชั่นในไก่พื้นเมืองลูกผสม การทดลองนี้ทำโดยใช้ไข่ฟักของไก่พื้นเมืองลูกผสม ที่ถูกกระตุ้นด้วยพลาสมาเย็นที่อายุไข่ฟักวันที่ 4 ซึ่งเป็นระยะที่เหมาะสมที่มีการเริ่มพัฒนาของตัวอ่อน โดยใช้พลาสมาเย็น 3 ระดับ คือ 10 20 และ 30 วินาที เปรียบเทียบกับกลุ่มที่ไม่ได้รับการกระตุ้นด้วยพลาสมาเย็น เมื่อไก่ฟักออกทำการสุ่มเก็บตัวอย่างตับของไก่ทุกกลุ่ม กลุ่มละ 8 ตัว รวม 32 ตัว เพื่อตรวจสอบการแสดงออกของยีนที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการดีเอ็นเอเมทิลเลชั่น คือ DNMT1, DNMT3a และ DNMT3b ด้วยเทคนิค real-time PCR จากการศึกษาพบว่าไก่พื้นเมืองลูกผสมกลุ่มที่ได้รับการกระตุ้นด้วยพลาสมาเย็น ที่ระดับ 10 20 และ 30 วินาที มีการแสดงออกของยีน DNMT3b ลดลงเมื่อเปรียบเทียบกับกลุ่มที่ไม่ได้รับการกระตุ้นด้วยพลาสมาเย็นอย่างมีนัยสำคัญ (P=0.0014, P<0.0001, P=0.003 ตามลำดับ) ในขณะที่ระดับการแสดงออกของยีน DNMT1 และ DNMT3a พบว่าไม่มีความแตกต่างทางสถิติ การศึกษาในครั้งนี้แสดงให้เห็นว่าพลาสมาเย็นมีผลต่อการแสดงออกของยีนที่เกี่ยวข้องกระบวนการดีเอ็นเอเมทิลเลชั่น ซึ่งกระบวนการดังกล่าวส่งผลต่อการพัฒนาของตัวอ่อน และการควบคุมการแสดงออกของยีนอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับการพัฒนาของตัวอ่อนไก่ ถือได้ว่าเทคโนโลยีสีเขียวนี้จะเป็นประโยชน์ต่อการพัฒนาการเกษตรของไทยต่อไปในอนาคต
Article Details
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
References
ธีรวรรณ บุญญวรรณ และหมุดตอเล็บ หนิสอ. 2562. พลาสมาเย็น (ว่าที่) เทคโนโลยีเพื่อเกษตรสีเขียวและอาหารปลอดภัย. แหล่งข้อมูล: http://www.thaiphysoc.org/article/166/. ค้นเมื่อ 30 พฤศจิกายน 2563.
ธิติมา เพ็ชรคง. 2560. ความหลากหลายทางพันธุกรรม การแสดองออกของยีนสมรรถนการผลิต และคุณภาพเนื้อของไก่พื้นเมืองที่ตอบสนองต่อระดับโปรตีน. วิทยานิพนธ์ ปริญญาวิทยาศาสตร มหาบัณฑิต มหาวิทยาลัยนเรศวร. พิษณุโลก.
Baylin, B. S., M. Esteller, R. M. Rountree, E. K. Bachman, K. Schuebel, and G. J. Herman. 2001. Aberrant patterns of DNA methylation, chromatin formation and gene expression in cancer. Human Molecular Genetics. 10: 687–692.
Beacon, H. T., and R. J. Davie. 2020. The chicken model organism for epigenomic research. Genome. 64: 476-489.
Bird, P. A. 1980. DNA methylation and the frequency of CpG in animal DNA. Nucleic Acids Research. 8: 1499–1504.
Cerda, S., and S. A. Weitzman. 1997. Influence of oxygen radical injury on DNA methylation. Mutation Research. 386: 141–152.
Davies, K. J. 1995. Oxidative stress: The paradox of aerobic life. Biochemical Society Symposia. 61: 1–13.
Egger, G., S. Jeong, G. S. Escobar, C.C. Cortez, W. H. T. Li, Y. Saito, B. C. Yoo, A. P. Jones, and G. Liang. 2006. Identification of DNMT1 (DNA methyltransferase 1) hypomorphs in somatic knockouts suggests an essential role for DNMT1 in cell survival. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 103(38): 14080–14085.
Fernandez, S. C., L.C. Lorda-Diez, M. J. Hurlé, and A. J. Montero. 2020. The methylation status of the embryonic limb skeletal progenitors determines their cell fate in chicken. Communications Biology. 283.
Ge, Y. Z., M. T. Pu, H. Gowher, H. P. Wu, J. P. Ding, A. Jeltsch, and G. L. Xu. 2004. Chromatin targeting of de novo DNA methyltransferases by the PWWP domain. Journal of Biological Chemistry. 279: 25447–25454.
Goldberg, A. D., C. D. Allis, and E. Bernstein. 2007. Epigenetics, a landscape takes shape. Cell. 128: 635–638.
Hermann, A., R. Goyal, and A. Jeltsch. 2004. The Dnmt1 DNA-(cytosine-C5)-methyltransferase methylates DNA processively with high preference for hemimethylated target sites. Journal of Biological Chemistry. 279: 48350–48359.
Hu, B. L., B. Lucio, and A. K. Schat. 1993. Abrogation of age-related resistance to chicken infectious anemia by embryonal bursectomy. Avian Diseases. 37: 157–169.
Jaturasitha, S., T. Srikanchai, M. Kreuzer, and M. Wicke. 2008. Differences in carcass and meat characteristics between chicken indigenous to northern Thailand (Black-boned and Thai native) and imported extensive breeds (Bresse and Rhode Island Red). Poultry Science. 87: 160-169.
Jiang, B., J. Zheng, S. Qiu, M. Wu, Q. Zhang, Z. Yan, and Q. Xue. 2014. Review on electrical discharge plasma technology for wastewater remediation. Chemical Engineering Journal. 236: 348-368.
Jin, B., Y. Li, and K. Robertson. 2011. DNA methylation: duperior or dubordinate in the epigenetic hierarchy. Genes Cancer. 6: 607–617.
Kalghatgi, S., G. Friedman, A. Fridman, and A.M. Clyne. 2010. Endothelial cell proliferation is enhanced by low dose non-thermal plasma through fibroblast growth factor-2 release. Annals of Biomedical Engineering. 38: 748–757.
Kalghatgi, S., C. M. Kelly, E. Cerchar, B. Torabi, O. Alekseev, A. Fridman, G. Friedman, and A.C. Jane. 2011. Effects of non-thermal plasma on mammalian cells. PLoS One. 2011: 16270.
Kaushik, N. K., N. Kaushik, D. Park, and E. H. Choi. 2014. Altered antioxidant system stimulates dielectric barrier discharge plasma-induced cell death for solid tumor cell treatment. PLoS One. 9: 103349.
Kavlock, J. R., and P.G. Daston. 1997. Drug toxicity in embryonic development I: advances in understanding mechanisms of birth defects: morphogenesis and processes at risk. Springer.
Kita, K., K. Nagao, and J. Okumura. 2005. Nutritional and tissue specificity of IGF-I and IGFBP-2 gene expression in growing chickens. Asian-Australasian Journal of Animal Sciences. 18: 747–754.
Livak, L. K., and D.T. Schmittgen. 2001. Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2 (-Delta Delta C(T)) Method. Methods. 25: 402-408.
Li, E. 2002. Chromatin modification and epigenetic reprogramming in mammalian development. Nature Reviews Genetics. 3: 662-73.
Li, Q., N. Li, X. Hu, J. Li, Z. Du, L. Chen, G. Yin, J. Duan, H. Zhang, Y. Zhao, J. Wang, and N. Li. 2011. Genome-wide mapping of DNA methylation in chicken. PLoS One.
Li, S., Y. Zhu, L. Zhi, X. Han, J. Shen, Y. Liu, J. Yao, and X. Yang. 2016. DNA methylation variation trends during the embryonic development of chicken. PLoS One.
Lyko, F. 2018. The DNA methyltransferase family: a versatile toolkit for epigenetic regulation. Nature Reviews Genetics. 19: 81–92.
Maeder, L. M., F.J. Angstman, E. M. Richardson, L. S. Linder, M. V. Cascio, Q. S. Tsai, H.Q. Ho, D.J. Sander, D. Reyon, E. B. Bernstein, F. J. Costello, F. M. Wilkinson, and K. J. Joung. 2013. Targeted DNA demethylation and activation of endogenous genes using programmable TALE-TET1 fusion proteins. Nature biotechnology. 31: 1137–1142.
Moore, L., T. Le, and G. Fan. 2013. DNA methylation and its basic function. Neuropsychopharmacology. 38: 23–38.
Okano, K., D. Bell, D. Haber, and E. Li. 1999. DNA Methyl transferases Dnmt3a and Dnmt3b are essential for De Novo methylation and mammalian development. Cell. 99: 247-257.
Patten, B.M. 1898. The Early Embryology of the Chick. Philadelphia: P. Blakiston’s Son and Co.
Phillips, T. 2008. The role of methylation in gene expression. Nature Education. 1: 116.
Riggs, D. A., and Z. Xiong. 2004. Methylation and epigenetic fidelity. Proc Natl Acad Sci U S A. 101: 4-5.
Sakulthai, A., C. Sawangrat, D. Pichpol, J. Kongkapan, T. Srikanchai, R. Charoensook, P. Sojithamporn, and D. Boonyawan. 2023. Improving the efficiency of crossbred Pradu Hang Dam chicken production for meat consumption using cold plasma technology on eggs. Scientific Reports. 13: 2386.
Takeshima, H., I. Suetake, H. Shimahara, K. Ura, S. Tate, and S. Tajima. 2006. Distinct DNA methylation activity of Dnmt3a and Dnmt3b towards naked and nucleosomal DNA. Journal of Biological Chemistry. 139: 503-15.
Uysal, F., S. Ozturk, and O. Akkoyunlu. 2017. DNMT1, DNMT3A and DNMT3B proteins are differently expressed in mouse oocytes and early embryos. Journal of Molecular Histology. 48: 417–426.
Xie, S., Z. Wang, M. Okano, M. Nogami, Y. Li, W. He, K. Okumura, and E. Li. 1999. Cloning, expression and chromosome locations of the human DNMT3 gene family. Gene. 236: 87-95.
Yen, W. R., M. P. Vertino, D. B. Nelkin, J.J. Yu, W. el-Deiry, A. Cumaraswamy, G.G. Lennonet, J.B. Trask, P. Celano, and B. S. Baylin. 1992. Isolation and characterization of the cDNA encoding human DNA methyltransferase. Nucleic Acids Research. 20: 2287–2291.
Zhang, J. J., O. J. Jo, L. D. Huynh, K. R. Mongre, M. Ghosh, K.A. Singh, B. S. Lee, S. Y. Mok, P. Hyuk, and K. D. Jeong. 2017. Growth-inducing effects of argon plasma on soybean sprouts via the regulation of demethylation levels of energy metabolism-related genes. Scientific Reports. 7: 41917.
Zhang, J. J., Z. X. Wang, T. Kwon, L. D. Huynh, N. Chandimali, N. Kim, Y.T. Kang, M. Ghosh, M. Gera, B. S. Lee, J.S. Lee, S.W. Lee, B.S. Kim, S.Y. Mok, and K.D. Jeong. 2018. Innovative approach of non-thermal plasma application for improving the growth rate in chickens. International Journal of Molecular Sciences. 19: 2301.
Zhang, J. J., L. H. Do, N. Chandimali, B. S. Lee, S. Y. Mok, N. Kim, B. S. Kim, T. Kwon, and K. D. Jeong. 2018. Non-thermal plasma treatment improves chicken sperm motility via the regulation of demethylation levels. Scientific Reports. 8: 7576.
Zusman, I., and A. Ornoy. 1990. Embryonic resistance to chemical and physical factors: manifestation, mechanism, role in reproduction and in adaptation to ecology. Biological reviews of the Cambridge Philosophical Society. 65: 1–18.