鸭MyoD1和Myf5基因CDS区克隆及其在肌肉组织中发育差异性表达研究

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MRFs家族成员包括MyoD1、MyoG(Myogenin)、Myf5和MRF4(Myf6, herculian),它们调控从前体肌细胞的定型、增殖以及肌纤维的形成,直到个体出生后肌肉的成熟和功能的完善等肌肉发生发育的各个环节,其中MyoD1主要实现对躯干肌肉成肌细胞的早期决定,而Myf5则实现对四肢肌肉成肌细胞的早期决定。本研究通过分子克隆得到鸭MyoD1和Myf5CDS序列,并采用荧光定量PCR的方法检测MyoD1和Myf5在胚胎形成后肌肉的发育过程中的表达变化情况,研究其在鸭胚胎形成后骨骼肌、平滑肌和心肌中的作用,以期丰富对MyoD1和Myf5基因在肌肉发育中作用的认识,结果表明:1.克隆得到鸭MyoD1和Myf5基因CDS序列长度分别为894bp和768bp,分别编码297和255个氨基酸,MyoD1和Myf5基因的核苷酸、氨基酸序列与其他物种均具有较高相似性。将鸭MyoD1和Myf5基因cDNA CDS全序列提交到GenBank,登录号分别是:FJ374143, FJ938240。2.鸭MyoD1和Myf5基因均包含bHLH结构域,该区域与鸡的氨基酸序列完全相同,与人相比分别存在2个和1个变异位点;与斑马鱼相比变异位点相对较多,分别达到2个和6个。3.对鸭MyoD1和Myf5基因的bHLH结构域进行比对,发现有4个变异位点。两基因在氨基酸C端和N端的二级结构分布略有差异,但均由α-螺旋、延伸片段和无规卷曲组成;两基因CDS区均存在Ser、Thr和Tyr三种磷酸化位点,但总数有所不同,且主要分布在氨基酸C端和N端。A.MyoD1和Myf5基因在鸭胚10d、14d、18d、22d、27d和出壳后7d的胸肌、腿肌组织中均有不同程度的表达。在胸肌中,MyoD1达到高峰的时间为胚胎18日龄,Myf5的表达高峰的时间为胚胎27日龄。在腿肌中,MyoD1与Myf5基因达到高峰的时间一致,均在胚胎14日龄,但是此后表达模式出现差异,MyoD1的表达骤然降低,然后维持到胚胎7日龄,在出壳后最低,Myf5则一直缓慢降低,直到出壳后表达达到最低。5.采用灵敏度高的荧光定量PCR技术,检测到了MyoD1和Myf5在鸭心脏和小肠中有表达,但表达无明显的规律性,MyoD1和Myf5在心脏和小肠发育起到的作用未知。6. MyoD1和Myf5在鸭胸肌和腿肌中表达模式存在差异,一方面是因为胸肌和腿肌有不同的起源,另一方面是因为胸肌和腿肌属于不同类型的肌肉纤维。在鸭胚胎形成后,腿肌的发育早于胸肌。
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