شناسایی ژن پروتئین اصلی اسپرم در جمعیت خوی نماتد سیستی چغندر

کد مقاله : 1155-23IPPC
نویسندگان
1شیراز، باجگاه، دانشکده کشاورزی، بخش گیاه پزشکی
2عضو هیئت علمی مرکز تحقیقات ویروس شناسی گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شیراز
3باجگاه، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شیراز
4عضو هیئت علمی پژوهشکده بیوتکنولوژی دانشکده کشاورزی دانشگاه شیراز
5گروه بیوتکنولوژی و بیوانفورماتیک، دانشگاه گنت، بلژیک
چکیده
اسپرم نماتد دارای حرکت آمیبی‏ شکل اکتین- مانند است. این تحرک به واسطه‏ ی وجود یک اسکلت سلولی پویا انجام می‏ گیرد که از پروتئین اصلی اسپرم تشکیل شده است. این پروتئین بنیادین اسپرم 14/5 کیلو دالتون بوده و 15-20 درصد از کل پروتئین اسپرم را شامل می‏ شود، اما در هیچ نوع سلول دیگری از بدن نماتد یافت نمی‏ گردد. هدف این مطالعه شناسایی و توالی‏ یابی ژن پروتئین اصلی اسپرم در نماتد سیستی چغندر بود. با استفاده از توالی نوکلئوتیدی این ژن در 15 گونه‏ ی مختلف نماتد که در پایگاه اطلاعات داده NCBI ثبت شده است یک جفت آغازگر دِجِنریت طراحی گردید. استخراج RNA از 300 نماتد نر انجام شد و از cDNA ساخته شده به عنوان الگو در واکنش زنجیره‏ای پلیمراز استفاده گردید. قطعه‏ی 299 جفت بازی تکثیر شده در ناقل pTZ57R/T همسانه‏ سازی شد و به سویه‏ ی DH5α باکتری Escherichia coli انتقال یافت. پلاسمیدهای نوترکیب به دست آمده استخراج شده و توالی‏ یابی دو طرفه توسط آغازگرهای عمومی M13 انجام گرفت. در ادامه، از توالی این قطعه جهت طراحی آغازگرهای مورد نیاز تکنیک RACE استفاده شد تا به وسیله‏ ی آنها شناسایی نواحی غیرترجمه شونده (UTR) انتهای ′5 و ′3 انجام شود. واکنش‏های-RACE ′5 دو قطعه و-RACE ′3 یک قطعه تولید کردند که پس از همسانه‏ سازی، توالی‏ یابی گردیدند. توالی کامل cDNA این ژن بدنبال مونتاژ این توالی‏ها به دست آمد. قطعه‏ ی بزرگتر با نام msp1-khoy (رس شمار بانک ژن MH282870) و قطعه‏ ی کوچکتر با نام msp2-khoy (رس شمار بانک ژن MH282871) به ترتیب دارای 129 و 93 جفت باز در UTR-′5 می‏ باشند. در حالی ‏که چارچوب خوانش (ORF) در هر دو قطعه از 381 جفت باز و ناحیه UTR-′3 منتهی به دم پُلی A از 215 جفت باز تشکیل شده است. ضمن اینکه در انتهای این ناحیه سیگنال polyadenylation با توالی (AATAAA) وجود دارد. به منظور جداسازی قطعه ژنومی، آغازگرهای جدیدی بر اساس نواحی مرزی ORF طراحی گردید و محصول واکنش زنجیره‏ای پلیمراز همسانه‏ سازی و توالی‏ یابی شد. هم‏ردیف سازی توالی ژنومی با توالی cDNA مربوطه نشان داد که قطعه‏ی ژنومی Hs-msp دارای یک ناحیه‏ ی اینترون به طول 55 جفت باز است. این ناحیه‏ بین نوکلئوتید 96 و 97 واقع شده است و از " قاعده‏ی GC-AG " برای انجام splicing استفاده می‏ کند.
کلیدواژه ها
موضوعات
 
Title
Identification of major sperm protein gene in Khoy population of the beet cyst nematode
Authors
Reza Behzadi Amin, Alireza Afsharifar, Akbar Karegar, Ali Moghadam, Mansour Karimi
Abstract
Nematode sperm uses an actin-like ameboid motility which is mediated by a dynamic cytoskeleton composed of major sperm protein (MSP). This basic protein of spermatozoa is 14.5-kDa and makes up 15–20% of the total protein in nematode sperm, but it is not found in any other cells of the body. The aim of this study was identification and molecular characterization of the major sperm protein (msp) gene in beet cyst nematode. By using the nucleotide sequence of msp gene in 15 different species of nematodes, deposited in NCBI database, a pair of degenerate primers was designed. RNA was extracted from 300 male specimens. The cDNA was synthesized and used as PCR template. The amplified 299 bp fragment was cloned into pTZ57R/T vector and then was transformed into Escherichia coli strain DH5α. The recombinant plasmids were characterized following by bi-directional sequencing using universal M13 primers. Afterwards, the obtained nucleotide sequences was used to design primers required by the RACE technique for identification and isolation of 5′ and 3′ untranslated regions (UTR). The 5ˊ- and 3ˊ-RACE, which produced two and one fragments respectively, were cloned and sequenced. The full-length cDNA of msp was obtained following sequence assembly. The larger fragment named msp1-khoy (GenBank accession number MH282870) and the smaller fragment named msp2-Khoy (GenBank accession number MH282871) contained a 129 and 93 bp of the 5ˊ-UTR respectively, while both fragments contained a similar ORF with 381 bp and 215 bp at 3ˊ-UTR followed by a poly(A) tail. In addition, the 3ˊ UTR contained a typical polyadenylation signal (AATAAA). In order to isolate the genomic fragment, new primers were designed, based on the flanking region of the ORF, and the PCR product was cloned and sequenced. Aligning of the genomic nucleotide sequence to the corresponding cDNA sequence showed that Hs-msp genomic fragment contained a single intron of 55 bp in length. This intron located between the nucleotides 96 and 97 and followed the ‘GC-AG rule’ for splicing.
Keywords
cloning, heterodera schachtii, ORF, RACE, UTR