エジプトで飼育されているアサフヒツジとボーアヤギの成長ホルモンmRNAのクローニング、ヌクレオチド配列、バイオインフォマティクス解析

Cloning, nucleotide sequencing, and bioinformatics analyses of growth hormone mRNA of Assaf sheep and Boer goats reared in Egypt.

• Waleid Mohamed El-Sayed Shakweer
• Hashem Hamed Abd El-Rahman

抄録

背景:

家畜の生産的形質の基礎となる遺伝子の分子的特徴を明らかにすることで、高度なバイオテクノロジー技術を応用して家畜の生産性を向上させることが可能になるかもしれない。成長ホルモン（GH）は、体の成長率、乳量、生殖、炭水化物代謝、脂質代謝、タンパク質代謝を制御している。そこで本研究では、エジプトで主に遺伝子改良に利用されているアサフヒツジ（As_GH）とボアヤギ（Bo_GH）の成長ホルモンcDNA配列の遺伝的変異をバイオインフォマティクス解析を用いて調べることを目的とした。アサフヒツジ・ボアヤギの下垂体組織から成長ホルモンcDNAを単離し、pTZ57R/Tクローニングベクターにサブクローニングして配列を決定した。

BACKGROUND: Identification of molecular characterization of genes underlying livestock productive traits may allow applying advanced biotechnology techniques to improve animal productivity. Growth hormone (GH) controls body growth rate, milk production, reproduction as well as carbohydrate, lipid, and protein metabolism. Therefore, the present study aims to investigate the genetic variations of growth hormone cDNA sequences between Assaf sheep (As_GH) and Boer goat (Bo_GH) that mainly used for genetic improvement in Egypt using bioinformatics analysis. Growth hormone cDNA was isolated from the pituitary gland tissue of Assaf sheep Boer goat and subcloned into pTZ57R/T cloning vector for sequencing.

結果:

As_GH cDNAの分子量は665bp、Bo_GH cDNAの分子量は774bpであった。As_GHおよびBo_GHの完全コーディング配列（CDS）は、それぞれアクセッション番号（AC: MH128986、AC: MG744290）でGenBankデータベースに登録されている。As_GHのタンパク質配列（Arg）のアミノ酸が1つ異なるAS_GHとBo_GHのタンパク質配列の間には高い相同性率（99.5％）が見られた。As_GHのタンパク質配列は、Bo_GHのタンパク質配列やGenBankデータベースが2つのモチーフを持つのに対して、Somatotropin_1は79から112aaまでの1つのモチーフのみを持つことがわかった。Assaf羊の成長ホルモンcDNA配列は、アルギニン（Arg）をコードするユニークな3つの一塩基多型（SNP）（AAG）を有している；この挿入変異（AAG）は、今回の研究およびGenBankデータベースの品種のBoerヤギの成長ホルモンcDNA配列には見られなかった。この変異は、アサフ羊のSNPsマーカーの開発に利用することができる。

RESULTS: Molecular weight of As_GH cDNA was 665 bp and was 774 bp for Bo_GH cDNA. The complete coding sequences (CDS) of As_GH and Bo_GH were registered in the GenBank database under accession number (AC: MH128986 and AC: MG744290, respectively). High homology percentage was observed (99.5%) between AS_GH and Bo_GH protein sequences with one different amino acid in the As_GH protein sequence (Arg). The protein sequence of As_GH has only one motif signature; Somatotropin_1 from 79 to 112 aa compared to Bo_GH protein sequences and GenBank database that had two motifs signature. The growth hormone cDNA sequence of Assaf sheep has a unique three single nucleotide polymorphisms (SNPs) (AAG) that encodes for arginine (Arg); this insertion mutation (AAG) was not found in the growth hormone cDNA sequences of Boer goat in the present study and GenBank database breeds. This mutation can be used to develop SNPs markers for Assaf sheep.

結論:

アサフヒツジとボーアヤギのGH配列は高度に保存されており、コドン領域の均質性（99.5％）が高い。アサフヒツジのGH配列は3つのユニークなSNPを有しており、このような品種のSNPマーカーの開発に利用できる可能性がある。エジプトの異なる羊やヤギの品種における成長ホルモン遺伝子の遺伝的変異を調査し、これらの変異と動物の生産性との関係を文書化するためには、さらなる研究が必要である。

CONCLUSIONS: GH sequence of Assaf and Boer goat is highly conserved and the homogeny in the codon region (99.5%). The Assaf sheep GH sequence has a unique three SNPs that may be used to develop SNPs markers for such breed. Further studies are needed to investigate the genetic variations of growth hormone gene in different sheep and goat breeds in Egypt and document the relationship between these variations and the productive performance of animals.