ลักษณะของลำดับนิวคลีโอไทด์บางส่วนของยีนอินซูลินไลค์โกรทแฟคเตอร์วัน (IGF-I) ในปลาบึก (<I>Pangasianodon gigas</I>) และ ปลาสวาย (<I>Pangasianodon hypophthalmus</I>)
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
ยีนอินซูลินไลค์โกรทแฟคเตอร์วัน (IGF-I) มีบทบาทสำคัญในพัฒนาการและการเจริญเติบโตของสัตว์หลายชนิด รวมทั้งในปลา โดยยีน IGF-I อาจเป็นส่วนหนึ่งของลักษณะการเจริญเติบโตของปลาบึก (Pangasianodon gigas) ซึ่งเป็นปลาน้ำจืดที่ใกล้สูญพันธุ์ขนาดใหญ่ที่สุดและปลาสวาย (Pangasianodon hypophthalmus) ที่เป็นปลาที่มีความสำคัญทางเศรษฐกิจ แต่อย่างไรก็ตามยังไม่พบว่ามีข้อมูลของยีน IGF-I ในปลาทั้ง 2 ชนิดนี้ปรากฏอยู่ ดังนั้นการศึกษาในครั้งนี้จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อหาลำดับนิวคลีโอไทด์บางส่วนของยีน IGF-I และเปรียบเทียบข้อมูลที่ได้กับปลา และสิ่งมีชีวิตชนิดต่าง ๆ โดยไพรเมอร์ถูกออกแบบ จากบริเวณอนุรักษ์ของยีน IGF-I ในปลาชนิดที่ใกล้เคียงกันคือปลากดอเมริกา (Ictalurus punctatus) ตัวอย่างดีเอ็นเอจากปลาบึกและปลาสวายถูกเพิ่มปริมาณ โคลน และหาลำดับนิวคลีโอไทด์ ผลพบว่ามีขนาดชิ้นส่วนดีเอ็นเท่ากับ 146 bp เมื่อเปรียบเทียบลำดับนิวคลีโอไทด์ของปลาทั้ง 2 ชนิด พบว่าลำดับ นิวคลีโอไทด์ของยีน IGF-I มีความเหมือนกันเท่ากับ 99.3 เปอร์เซ็นต์ และยังพบจุดซิงเกิลนิวคลีโอไทด์โพลีมอร์ฟิซึม (SNPs) ที่ตำแหน่ง g.60C > T นอกจากนี้เมื่อวิเคราะห์การจัดกลุ่มโดยใช้วิธี Neighbour Joining method พบว่าสามารถจัดกลุ่มปลาหนัง (ปลาบึก ปลาสวายและปลากดอเมริกา) ออกจากปลาชนิดอื่นๆ ด้วยเปอร์เซ็นต์ความเหมือนเท่ากับ 24.4 เปอร์เซ็นต์ ดังนั้นการศึกษาในครั้งนี้เป็นครั้งแรกที่นำเสนอลำดับนิวคลีโอไทด์บางส่วนของยีน IGF-I ในปลาบึกและปลาสวาย ซึ่งผลการศึกษาดังกล่าวสามารถช่วยให้ข้อมูลเรื่องความสัมพันธ์ บทบาทหน้าที่ทางพันธุกรรมของยีน IGF-I ในปลาบึกและปลาสวายในต่อไปในอนาคตได้
Article Details
References
Ayson, F. G., E. G. de Jesus, S. Moriyama, S. Hyodo, B. Funkenstein, A. Gertler and H. Kawauchi. 2002. Differential expression of insulin-like growth factor I and II mRNAs during embryogenesis and early larval development in rabbitfish, Siganus guttatus. General and Comparative Endocrinology 126(2): 165–174.
Beckham, B. R., D. A. Larsen, S. Moriyama, B. Lee-Pawilak and W. W. Dickhoff. 1998. Insulin-like growth factor-1 and environmental modulation of growth during smoltication of spring chinook salmon (Oncorhynchus tshawytscha). General and Comparative Endocrinology 109(3): 325–335.
Beckham, B. R., M. Shimizu, B. A. Gadberry and K. A. Cooper. 2004. Response of the somatotropic axis of juvenile coho salmon to alterations in plane of nutrition with an analysis of the relationships among growth rate and circulating IGF-I and 41 kDa IGFBP. General and Comparative Endocrinology 135(3): 334–344.
Castillo, J., M. Codina, M. L. Martínez, I. Navarro and J. Gutiérrez. 2004. Metabolic and mitogenic effects of IGF-I and insulin on muscle cells of rainbow trout. American Journal of Physiology, Regulatory, Integrative and Comparative Physiology 286(5): 935–941.
Clay, L. A., S. Y. Wang, W. R. Wolters, B. C. Peterson and G. C. Waldbieser. 2005. Molecular characterization of the insulin-like growth factor-I (IGF-I) gene in channel catfish (Ictalurus punctatus). Biochimica et Biophysica Acta 1731(3): 139-148.
Chen, M. H. C., G. H. Lin, H. Y. Gong, C. Y. Lee, C. Y. Chang, T. T. Chen and J. L. Wu. 1998. Cloning and characterization of insulin-like growth factor I cDNA from Black seabream (Acanthopagrus schlegeli). Zoological Studies 37(3): 213-221.
Daughaday, W. H. and P. Rotwein. 1989. Insulin-like growth factors I and II. Peptide, messenger ribonucleic acid and gene structures, serum, and tissue concentrations. Endocrine Reviews 10(1): 68-91.
Duan, C. 1997. The insulin-like growth factor system and its biological actions in fish. American Zoologist 37(6): 491-503.
Duan, C. 1998. Nutritional and developmental regulation of insulin-like growth factors in fish. The Journal of Nutrition 128: 306-314.
Eliѐs, G., H. Duval, G. Bonnec, J. Wolff, G. Boeuf and D. Boujard. 1999. Insulin and insulin-like growth factor-1 receptors in an evoluted fish, the turbot: cDNA cloning and mRNA expression. Molecular and Cellular Endocrinology 158: 173-185.
Florini, J. R., D. Z. Ewton and S. A. Coolican. 1996. Growth hormone and the insulin-like growth factor system in myogenesis. Endocrine Reviews 17(5): 481-517.
Fukenstein, B., R. Shemer, R. Amuly and I. Cohen. 1996. Nucleotide sequence of the promoter region of Sparus aurata insulin-like growth factor I gene and expression of IGF-I in eggs and embryos. Molecular Marine Biology and Biotechnology 5(1): 43-51.
Greene, M. W. and T. T. Chen. 1997. Temporal expression pattern of insulin-like growth factor mRNA during embryonic development in a teleost, rainbow trout (Onchorynchus mykiss). Molecular Marine Biology and Biotechnology 6(2): 144-151.
Greene, M. W. and T. T. Chen. 1999. Quantitation of IGF-I, IGF-II, and multiple insulin receptor family member messenger RNAs during embryonic development in rainbow trout. Molecular reproduction and Development 54(4): 348-361.
Harris, A. S., S. Bieger, R. W. Doyle and J. M. Wright. 1991. DNA fingerprinting of tilapia, Oreochromis niloticus, and its application to aquaculture genetics. Aquaculture 92: 157-163.
Jondeung, A., P. Sangthong and R. Zardoya. 2007. The complete mitochondrial DNA sequence of the Mekong giant catfish (Pangasianodon gigas), and the phylogenetic relationships among Siluriformes. Gene 387(1-2): 49–57.
Lemaire, C., S. Warit and S. Panyim. 1994. Giant catfish Pangasianodon gigas growth hormone-encoding cDNA: cloning and sequencing by one-sided polymerase chain reaction. Gene 149(2): 271-276.
Maestro, M. A., J. V. Planas, S. Moriyama, J. Gutiérrez, J. Planas and P. Swanson. 1997. Ovarian receptors for insulin and insulin-like growth factor I (IGF-I) and effects of IGF-I on steroid production by isolated follicular layers of the preovulatory coho salmon ovarian follicle. General and Comparative Endocrinology 106(2): 189-201.
Maures, T., S. J. Chan, B. Xu, H. Sun, J. Ding and C. Duan. 2002. Structural, biochemical, and expression analysis of two distinct insulin-like growth factor I receptors and their ligands in zebrafish. Endocrinology 143(5): 1858-1871.
McCormick, S. D., S. Moriyama and B. T. BjÖrnsson. 2000. Low temperature limits photoperiod control of smolting in atlantic salmon through endocrine mechanisms. American Journal of Physiology, Regulatory, Integrative and Comparative Physiology 278(5): 1352-1361.
McCormick, S. D. 2001. Endocrine control of osmoregulation in teleost fish. American Zoologist 41(4): 781-794.
McRoey, J. E. and N. M. Sherwood. 1994. Catfish express two forms of insulin-like growth factor-I (IGF-I) in the brain. The Journal of Biological Chemistry 269(28): 18588-18592.
Mingarro, M., S. Vega-Rubin de Celis, A. Astola, C. Pendón, M. M. Valdivia and J. Pérez-Sánchez. 2002. Endocrine mediators of seasonal growth in gilthead sea bream (Sparus aurata): the growth hormone and somatolactin paradigm. General and Comparative Endocrinology 128(2): 102-111.
Moriyama, S., F. G. Ayson and H. Kawauchi. 2000. Growth regulation by insulin-like growth factor-I in fish. Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry 64(8): 1553-1562.
Nakao, N., M. Tanaka, Y. Higashimoto and K. Nakashima. 2002. Molecular cloning, identification and characterization of four distinct receptor subtypes for insulin and IGF-I in Japanese flounder, Paralichthys olivaceus. The Journal of Endocrinology 173(2): 365-375.
Perrot, V. and B. Funkenstein. 1999. Cellular distribution of insulin-like growth factor II (IGF-II) mRNA and hormone regulation of IGF-I and IGF-II mRNA expression in rainbow trout testis (Oncorhynchus mykiss). Fish Physiology and Biochemistry 20: 219-229.
Pérez-Sánchez, J., H. Marti-Palanca and S. J. Kaushik. 1995. Ration size and protein intake affect circulating growth hormone concentration, hepatic growth hormone binding and plasma insulin-like growth factor-I immunoreactivity in a marine teleost, the gilthead sea bream (Sparus aurata). The Journal of Nutrition 125(3): 546-552.
Peterson, B. C., B. G. Bosworth and A. L. Bilodeau. 2005. Differential gene expression of IGF-I, IGF-II, and toll-like receptors 3 and 5 during embryogenesis in hybrid (channel x blue) and channel catfish. Comparative Biochemistry and Physiology. Part A, Molecular & Integrative Physiology 141(1): 42-47.
Poen, S. 2009. Cloning, over-expression and characterization of growth hormone from striped catfish (Pangasianodon hypopthalmus). Master thesis. Kasetsart University. Bangkok. 204 p.
Pozios, K. C., J. Ding, B. Degger, Z. Upton and C. Duan. 2001. IGFs stimulate zebrafish cell proliferation by activating MAP kinase and PI3-kinase-signaling pathways. American Journal of Physiology, Regulatory, Integrative and Comparative Physiology 280(4): 1230-1239.
Radaelli, G., C. Domeneghini, S. Arrighi, G. Bosi, M. Patruno and B. Funkenstein. 2003. Localization of IGF-I, IG-I receptor, and IGFBP-2 in developing Umbrina cirrosa (Pisces: Osteichthyes). General and Comparative Endocrinology 130(3): 232-244.
Reinecke, M. and C. Collet. 1998. The phylogeny of the insulin-like growth factors. International Review of Cytology 183: 1-94.
Riley, L. G., T. Hirano and E. G. Grau. 2004. Estradiol-17beta and dihydrotestosterone differentially regulate vitellogenin and insulin-like growth factor-I production in primary hepatocytes of the tilapia Oreochromis mossambicus. Comparative Biochemistry and Physiology. Toxicology & Pharmacology: CBP 138(2): 177-186.
Roberts, T. R. and C. Vidthayanon. 1991. Systematic revision of the Asian catfish family Pangasiidae, with biological observations and descriptions of three new species. Proceedings of the Academy of Natural Sciences of Philadelphia 143: 97-144.
Saitou, N. and M. Nei. 1987. The neighbor-joining method: a new method for reconstructing phylogenetic trees. Molecular Biology and Evolution 4: 406-425.
Schmid, A. C., I. Lutz, W. Kloas and M. Reinecke. 2003. Thyroid hormone stimulates hepatic IGF-I mRNA expression in a bony fish, the tilapia Oreochromis mossambicus, in vitro and in vivo. General and Comparative Endocrinology 130(2): 129-134.
See, K., P. Yadav, M. Giegerich, P. S. Cheong, M. Graf, H. Vyas, S.G. Lee, S. Mathavan, U. Fischer, M. Sendtner and C. Winkler. 2014. SMN deficiency alters Nrxn2 expression and splicing in zebrafish and mouse models of spinal muscular atrophy. Human Molecular Genetics 23(7): 1754-1770.
Tse, M. C., Q. P. Vong, C. H. Cheng and K. M. Chan. 2002. PCR-cloning and gene expression studies in common carp (Cyprinus carpio) insulin-like growth factor-II. Biochimica et Biophysica Acta 1575: 63-74.
Volff, J. N. 2005. Genome evolution and biodiversity in teleost fish. Heredity 94(3): 280-294.
Wang, D. S., B. Jiao, C. Hu, X. Huang, Z. Liu and C. H. Cheng. 2008. Discovery of a gonad-specific IGF subtype in teleost. Biochemical and Biophysical Research Communications 367(2): 336-341.
Zanden, M. J. V., Z. Hogan, P. Moyle, B. May and I. Baird. 2004. The imperiled giants of the Mekong. American Scientist 92: 228-237.