بیان ژن لپتین در بز کرکی راینی با استفاده از Real Time PCR

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 بخش علوم دامی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان

2 آزمایشگاه ژنتیک، اصلاح نژاد و تولید مثل حیوانات استان شانگژی، دانشکده علوم و فنون حیوانات، دانشگاه شمال غرب چین، یانگلینگ، 712100 ، چین

چکیده

هدف: بز کرکی راینی یکی از مهمترین نژادهای بز در ایران است. این حیوانات هم برای تولید گوشت و هم برای تولید کرک نگهداری می­شوند. یکی از اقدامات اساسی در حیوانات اهلی مطالعه ژن­ها و پروتئین­های مرتبط با صفات اقتصادی و مطالعه آنها در سطح سلولی یا کروموزومی است. یکی از ژن­های مهم لپتین است. لپتین به وسیله بافت چربی سفید تولید می­شود و نقش مهمی در تنظیم مصرف غذا، تعادل انرژی، باروری و فعالیت­های ایمنی بازی می­کند. هدف این پژوهش مطالعه بیان ژن لپتین در بافت­های چربی، کبد، کلیه، شش و قلب در بز کرکی راینی با استفاده از تکنیک Real Time PCR بود.
مواد و روش‌ها: از بافت­های قلب، شش، کلیه، کبد و بافت چربی (از هر بافت 3 تکرار) از 6 بز کرکی راینی نمونه برداری انجام شد. از این بافت‌ها RNA کل استخراج شد. RNA استخراج شده در دمای منفی80 درجه سانتیگراد نگهداری شد. کیفیت و کمیت RNA بررسی و سنتز  cDNAانجام شد. واکنش Real Time PCR برای ژن لپتین و بتااکتین صورت گرفت. محصولات PCR روی ژل آگارز 5/1 درصد الکتروفورز شد. منحنی‌های ذوب و سطوح مختلف بیان در بافت‌های ذکر شده، مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت.
نتایج: نتایج منحنی‌های Real Time PCR و مشاهده نتایج الکتروفورز محصولات PCR روی ژل آگارز نشان داد نشان داد که این ژن در تمامی بافت‌های بررسی شده بیان شده است و بیشترین سطح بیان در بافت چربی (5/4 برابر) و کبد (7/3 برابر) و کمترین سطح بیان در بافت‌های قلب (4/1 برابر) مشاهده شد.
نتیجه‌گیری: این نتایج می­تواند نشان دهنده این امر باشد که لپتین در متابولیسم چربی نقش ویژه­ای دارد. مطالعات بیشتری باید انجام شود تا نقش لپتین در فیزیولوژی ساخت و متابولیسم چربی و مواد دیگر مشخص شود. این امر کمک خواهد کرد تا مکانیسم­هایی برای شناخت اثر فاکتورهای تغذیه­ای و چربی­های بدن در فرآیندهای مختلف درک شوند.        

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Leptin gene expression in Raini Cashmere goat using Real Time PCR

نویسندگان [English]

  • Mohammadreza Mohammadabadi 1
  • Hojjat Asadollahpour Nanaei 2
1 Department of Animal Science, Faculty of Agriculture, College of Agriculture, Shahid Bahonar University of Kerman
2 Key Laboratory of Animal Genetics, Breeding and Reproduction of Shaanxi Province, College of Animal Science and Technology, Northwest A&F University, Yangling, 712100, China
چکیده [English]

Objective
Raini Cashmere goat is one of the most important goat breeds in Iran. These animals are breed both for meat production and cashmere production. One of the basic measures in the domestic animals is the study of genes and proteins associated with economic traits and their study at cellular or chromosomal levels. One of these important genes is the leptin. Leptin is produced by white adipose tissue and plays an important role in the regulation of feed intake, energy balance, fertility and immune functions. The aim of this research was to study leptin gene expression in adipose tissue, liver, kidney, lung and heart of Raini Cashmere goat using Real Time PCR technique.
 
Materials and methods
Tissue sampling from heart, lung, liver, kidney and adipose tissue (3 replicates from each tissue) of 6 animals was performed and RNA was extracted. Extracted RNA were immediately stored at -80°C.The Quality and quantity of RNA were evaluated and cDNA was synthesized and Real Time PCR was performed. PCR Products were electrophoresed on 1.5% agarose gel. Melting curves from Real Time PCR were examined and were evaluated different levels of expression in the studied different tissues.
 
Results
The results of Real Time PCR curves and observation of electrophoresis of PCR products on agarose gel showed that the leptin gene was expressed in all the tested tissues and the highest level of expression was observed in adipose tissue (4.5) and liver (3.7) and the lowest level was detected in heart (1.4).
 
Conclusions
These results may show that leptin plays a particular role in fat metabolism. Further studies are needed to clarify role of leptin in the physiology of fat metabolism and other materials. This would help us to better understand the mechanisms for the known effect of nutritional factors and body fatness on various functions.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Expression
  • tissue
  • Leptin gene
  • Raini cashmere goat
احسنی محمدرضا، محمدآبادی محمدرضا ، اسدی فوزی و همکاران (1398) بیان ژن لپتین در بافت چربی زیرپوستی گاوهای هلشتاین با استفاده از Real Time PCR. مجله بیوتکنولوژی کشاورزی 11(1)، 150-135.
پسندیده محمد، محمدآبادی محمدرضا، ترنگ علیرضا و همکاران (1390). ارتباط چندشکلی‌های تک نوکلئوتیدی T/C و A/C از ژن PPARGC1A با ترکیب و تولید شیر در گاوهای هلشتاین ایران. مجله ژنتیک نوین 6(3)، 367-356.
توحیدی نژاد فاطمه، محمدآبادی محمدرضا، اسمعیلی زاده کشکوئیه علی، نجمی نوری عذرا (1393). مقایسه سطوح مختلف بیان ژنRheb  در بافت های مختلف بز کرکی راینی. مجله بیوتکنولوژی کشاورزی 6(4)، 50-35.
جعفری دره در امیر حسین، محمدآبادی محمدرضا، اسمعیلی زاده کشکوئیه علی، ریاحی مدوار علی (1395). بررسی بیان ژن CIB4  در بافت­های مختلف گوسفند کرمانی با استفاده از Real Time qPCR. مجله پژوهش در نشخوارکنندگان 4(4)، 132-119.
حسنی محمدنبی، اسدی فوزی مسعود، اسمعیلی زاده کشکوئیه علی، محمدآبادی محمدرضا (1389) آنالیز ژنتیکی صفات رشد در بز کرکی راینی با استفاده از مدل حیوانی چند متغیره. مجله علوم دامی ایران 41، 329-323.
شجاعی مسلم، محمدآبادی محمدرضا، اسدی فوزی مسعود و همکاران (1389). چگونگی استفاده از روش PCR-SSCP  برای بررسی چند شکلی ژن لپتین گوسفند کرمانی. پژوهش‌های علوم دامی 20(4)، 122-115.
عباس زاده مهرآبادی اسماعیل، محمدآبادی محمدرضا، اسمعیلی زاده کشکوئیه علی، علی نقی زاده روح الله (1389). مطالعه چندشکلی اگزون2 ژن GOLA-DRB3 در بز ندوشن با استفاده از روشPCR-RFLP. پژوهش‌های علوم دامی ایران 3(3)، 279-274.
عسکری ناهید، باقی زاده امین، محمدآبادی محمدرضا (1389). مطالعه تنوع ژنتیکی در چهار جمعیت بز کرکی راینی با استفاده از نشانگرهای ISSR. مجله ژنتیک نوین 5، 56-49.
عسکری ناهید، محمدآبادی محمدرضا، بیگی نصیری محمدتقی و همکاران (1378). مطالعه تنوع ژنتیکی بز کرکی راینی با استفاده از نشانگرهای ربزماهواره. مجله دانش کشاورزی 18، 161-155.
محمدآبادی محمدرضا (1390) ارتباط چندشکلی ژن IGFBP-3 با صفات کرک در بز کرکی راینی. مجله ژنتیک نوین 7، 120-115.
محمدآبادی محمدرضا (1398) بیان ژن کالپاستاتین در بز کرکی راینی با استفاده از Real Time PCR. مجله بیوتکنولوژی کشاورزی 11(4)،234-219.
محمدآبادی محمدرضا (1399) بیان ژن ESR1  در بز کرکی راینی با استفاده از Real Time PCR. مجله بیوتکنولوژی کشاورزی 12(1)،192-177.
محمدآبادی محمدرضا (1399) پروفایل بیانی mRNA مختص بافت ژن ESR2 در بز. مجله بیوتکنولوژی کشاورزی 12(4)، 181-167.
محمدآبادی محمدرضا، سفلایی محمد (1399). پروفایل بیانی mRNA مختص بافت ژن BMP15 در بز. مجله بیوتکنولوژی کشاورزی 12(3)، 208-191.
محمدآبادی محمدرضا، کرد محبوبه، نظری محمود (1397) مطالعه بیان ژن لپتین در بافت‌های مختلف گوسفند کرمانی با استفاده از Real Time PCR. مجله بیوتکنولوژی کشاورزی 10(3)، 122-111.
هادی زاده مرتضی، محمدآبادی محمدرضا، نیازی علی و همکاران (1392) استفاده از ابزارهای بیوانفورماتیکی در مطالعه اگزون شماره ۲ ژن GDF۹ در بزهای تالی و بیتال. ژنتیک نوین 8(3)، 288-283.
هادی زاده مرتضی، نیازی علی، محمدآبادی محمدرضا و همکاران (1393). بررسی بیوانفورماتیکی اگزون شماره دو ژن BMP15 در بزهای تالی و بیتال. ژنتیک نوین 9(1)، 120-117.
References
Abbaszadeh E, Mohammadabadi MR, Esmailizadeh A, Alinaghizadeh R (2011) The Polymorphism of Exon 2 of GOLA-DRB3 Gene in Nadushan Goat Using PCR-RFLP. Iran J Anim Sci Res 3), 274-279 (In Persian).
Ahsani MR, Mohammadabadi MR, Asadi Fozi M et al. (2019) Leptin gene expression in subcutaneous adipose tissue of Holstein dairy cattle using Real Time PCR. Agric Biotechnol J 11, 135-150 (In Persian).
Aliabad Vazir NE, Koshkooieh AE, Mehrjerdi AA, et al. (2020) Genetic diversity of leptin gene intron 2 in wild and exotic goat breeds in Iran. J Microbiol Biotechnol Food Sci 9, 1110-1113.
Aminafshar M, Bahrampour V, Baghizadeh A, et al. (2014) CD44 gene expression in mature, immature oocytes and fetal kermani, baluchi sheep and rayeni, tali goats. J cell Anim Biol 8, 156-160.
Askari N, Baghizadeh A, Mohammadabadi MR (2008) Analysis of the genetic structure of Iranian indigenous Raeni Cashmere goat populations using microsatellite markers. Biotechnol 2, 1-4.
Askari N, Baghizadeh A, Mohammadabadi MR (2010) Study of genetic diversity in four populations of Raeini Cashmere goat using ISSR markers. Modern Genet J 5, 49-56 (In Persian).
Askari N, Mohammadabadi MR, Beygi Nassiry MT, et al. (2009) Study of Genetic Diversity of Raeini Cashmere Goat Based on Microsatellite Markers. J Agric Sci 18, 155-161.
Bagust TJ (1994) Improvmenting for a poultry industry in Asia: a develop-mental perspective. Avian Pathol 23, 394-404.
Bartha T, Sayed Ahmed A, Rudas P (2005) Expression of leptin and its receptors in various tissues of ruminants. Domest Anim Endocrinol 29, 193-202.
Batista AM, Silva DMF, Rêgo MJBM, et al. (2013) The expression and localization of leptin and its receptor in goat ovarian follicles. Anim Reprod Sci 141, 142-147.
Bocquier F, Bonnet M, Faulconnier Y, et al. (1998) Effect of photoperiod and feeling level on perirental adipose tissue metabolic activity and leptin synthesis in the ovariectomized ewe. Reprod Nutr Develop 38, 489-498. 
Bonnet M, Gourdou I, Leroux C, et al. (2002) Leptin expression in the ovine mammary gland: Putative sequential involvement of adipose, epithelial, and myoepithelial cells during pregnancy and lactation. J Anim Sci 80, 723–728.
Chilliard Y, Bonnet M, Delavaud C, et al. (2001) Leptin in ruminants. Gene expression in adipose tissue and mammary gland regulation of plasma concentration. Domest Anim Endocrinol 21, 271-295.
Cioffi JA, Van Blerkom J, Antczak M, et al. (1997) The expression of leptin and its receptors in pre-ovulatoryhuman follicles. Mol Hum Reprod 3, 467–472.
Dyer CJ, Simmons JM, Matteri RL, Keisler DH (1997) cDNA cloning and tissue specific gene expression of ovine leptin, NPY-Y1 receptor and NPY-Y2 receptor. Domest Anim Endocrynol 14, 295-303.
Esmaeili AVN, Koshkooieh AE, Mehrjerdi AA, et al. (2019) Comparison of genetic diversity of leptin gene between wild goat and domestic goat breeds in Іran. Malaysian Appl Biol J 48, 85-93.
Hadizadeh M, Mohammadabadi MR, Niazi A et al. (2013) Use of bioinformatics tools to study exon 2 of GDF9 gene in Tali and Beetal goats. Modern Genetics 8, 283-288 (In Persian).
Hadizadeh M, Niazi A, Mohammadabadi MR et al. (2014) Bioinformatics analysis of the BMP15 exon 2 in Tali and Beetal goats. Modern Genetics 9, 117-120 (In Persian).
Hassani MN, Asadi Fozi M, Esmailizadeh AK, Mohammadabadi MR (2010) A genetic analysis of growth traits in Raieni Cashmere goat using multivariate animal model. Iran J Anim Sci 41, 323-329.
Jafari Darehdor AH, Mohammadabadi MR, Esmailizadeh AK, Riahi Madvar A (2016) Investigating expression of CIB4 gene in different tissues of Kermani Sheep using Real Time qPCR. J Rumin Res 4, 119-132 (In Persian).
Liefers SC, Veerkamp RF (2002) Association between leptin gene polymorphism and production, live weight energy balance, feed intake and fertility in Holstein heifers. J Dairy Sci 85, 1633–1638.
Masoudzadeh SH, Mohammadabadi MR, Khezri A, et al. (2020) Dlk1 Gene Expression in Different Tissues of Lamb. Iran J Appl Anim Sci 10, 669-677.
Moghadaszadeh M, Mohammadabadi MR, Esmailizadeh Koshkoieh A (2015) Association of Exon 2 of BMP15 Gene with the Litter Size in the Raini Cashmere Goat. Genet 3rd Millennium 13, 4062-4067.
Mohammadabadi M (2021) Tissue-specific mRNA expression profile of ESR2 gene in goat. Agric Biotechnol J 12 (4), 167-181 (In Persian).
Mohammadabadi M, Bordbar F, Jensen J, et al. (2021) Key Genes Regulating Skeletal Muscle Development and Growth in Farm Animals. Animals 11 (3), e835.
Mohammadabadi M, Soflaei M (2020) Tissue-specific mRNA expression profile of BMP15 gene in goat. Agric Biotechnol J 12, 191-208 (In Persian).
Mohammadabadi MR (2012) Relationships of IGFBP-3 gene polymorphism with cashmere traits in Raini Cashmere goat. Modern Genet J 7, 115-120 (In Persian).
Mohammadabadi MR (2019) Expression of calpastatin gene in Raini Cashmere goat using Real Time PCR. Agric Biotechnol J 11, 219-235 (In Persian).
Mohammadabadi MR (2020) Expression of ESR1 gene in Raini Cashmere goat using Real Time PCR. Agric Biotechnol J 12, 177-192 (In Persian).
Mohammadabadi MR, Kord M, Nazari M (2018) Studying expression of leptin gene in different tissues of Kermani Sheep using Real Time PCR. Agric Biotechnol J 10, 111-122 (In Persian).
Mohammadabadi MR, Tohidinejad F (2017) Charachteristics determination of Rheb gene and protein in Raini Cashmere goat. Iran J Appl Anim Sci 7, 289-295.
Molaei Moghbeli S, Barazandeh A, Vatankhah M, Mohammadabadi MR (2013) Genetics and non-genetics Parameters of body Weight for Post Weaning Traits in Raini Cashmere goats. Trop Anim Health Prod 45, 1519-24.
Munoz-Gutiérrez M, Findlay PA, Adam CL, et al. (2005) The ovar-ian expression of mRNAs for aromatase, IGF-I receptor, IGF-bindingprotein-2, -4 and -5, leptin and leptin receptor in cycling ewes afterthree days of leptin infusion. Reprod 130, 869–881.
Ostlund REJr, Yang JW, Klein S, Gingerich R (1996) Relation between plasma leptin concentration and body fat, gender, diet, age, and metabolic covariates. J Clinic Endocrinol Metabol 81, 3909–3913.
Pasandideh M, Kharrati Koopaee H, Mohammad Abadi MR, et al. (2016) Association of the OPN and PPARGC1A Alleles with Milk Somatic Cell Count in Iranian Holstein cattle. Modern Genet J 11, 357-365 (In Persian).
Pfaffl MW, Horgan GW, Dempfle L (2002) Relative expression software tool (REST©) for group-wise comparison and statistical analysis of relative expression results in real-time PCR. Nucleic Acids Res 30, e36.
Pisani LF, Antonini S, Pocar P, et al. (2008) Effects of pre-mating nutrition on mRNA levels ofdevelopmentally relevant genes in sheep oocytes and granulosa cells. Reprod 136, 303-312.
Sarkar M, Schilffarth S, Schams D, et al. (2010) Theexpression of leptin and its receptor during different physiologicalstages in the bovine ovary. Mol Reprod Devlop 77, 174–181.
Scheepers RC (2009) Genetic variation of Kappa-casein in South African goats (Doctoral dissertation, University of Pretoria).‏
Schoof E, Stuppy A, Harig F, et al. (2004) Comparison of leptin gene expression in different adipose tissues in children and adults. Eur J Endocrinol 150, 579–584.
Shojaei M, Mohammadabadi MR, Asadi FM, et al. (2010) Using PCR-SSCP technique to investigate polymorphism of Leptin gene in Kermani sheep J Anim Sci Res 20, 115-122 (In Persian).
Tohidi nezhad F, Mohammadabadi MR, Esmailizadeh AK, Najmi Noori A (2015) Comparison of different levels of Rheb gene expression in different tissues of Raini Cashmir goat. Agric Biotechnol J 6, 35-50 (In Persian).
Yonekura S, Kitade K, Furukawa G, et al. (2002) Effects of aging and weaning on mRNA expression of leptin and CCK receptors in the calf rumen and abomasum. Domest Anim Endocrinol 22, 25-35. 
Yonekura S, Senoo T, Kobayashi Y, et al. (2003) Effect of acetate and butyrate on the expression of leptin and short form leptin receptor in bovine and rat anterior pituitary cells. Gen Comp Endocrinol 133, 165-172.
Yuen BS, Owens PC, McFarlane JR, et al. (2002). Circulating leptin concentration are positively related to leptin messenger RNA expression in adipose tissue of fetal sheep in pregnant ewe fed at or below maintenance requirements during late gestation. Biol Reprod 67, 911-916.
Zieba AD, Amstalden M, Morton S, et al. (2003) Effects of leptin on basal and GHRH-stimulated GH secretion from the bovine adenohypophysis are dependent upon nutritional status. J Endocrinol 178, 83-89.