پروفایل بیانی ژن DNAH1در بافت بیضه بز کرکی راینی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

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

2 استاد یار سمنان دانشگاه سمنان

3 دانشگاه پیام نور کرمان

4 بخش علوم دامی، دانشگاه ملی کشاورزی بیلا تسرکوا، بیلا تسرکوا، اکراین.

چکیده

هدف: نشان داده شده که جهش در ژن DNAH1 (Dynein Axonemal Heavy Chain 1) با فنوتیپ های MMAF (ناهنجاری‌های مورفولوژیکی چندگانه در تاژک‌ها) و PCD (دیسکینزی مژکی اولیه) مرتبط است. MMAF به طور گسترده در صفات تولیدمثلی نرها مورد مطالعه قرار گرفته است و اغلب با اسپرم غیرطبیعی همراه است که به طور جدی بر صفات باروری نرها تأثیر می گذارد و حتی منجر به ناباروری می شود. در واقع، به عنوان یک ژن وابسته به MMAF، بسیاری از مطالعات ژن DNAH1  را به عنوان بازیگر اصلی و اساسی در رشد غدد جنسی نرها و ماده‌ها شناسایی کرده‌اند و کاربردهای بالینی ژن DNAH1 را بررسی کرده‌اند.  PCDاغلب با اختلال حرکت مژک همراه است، که همچنین یک بیماری ژنتیکی اتوزومال مغلوب است. بیماران مبتلا به PCD  شدید ناباروری را نشان می دهند. هدف این پژوهش مطالعه الگوی بیان ژن  DNAH1در بافت بیضه بز کرکی راینی بود.
مواد و روش‌ها: از بافت بیضه سه راس (از هر راس 3 تکرار) بز کرکی راینی  در کشتارگاه نمونه گیری انجام شد. نمونه های جدا شده در میکروتیوب‌های 5/1 میلی لیتری قرار گرفت. استخراج RNA کل از بافت‌ بیضه انجام شد. برای ارزیابی کیفیت و کمیتRNA  استخراج شده از روش الکتروفورز روی ژل آگارز و UV اسپکتروفتومتری استفاده شد.. سپس cDNA ساخته و Real Time PCR اجرا شد. همچنین از ژن خانه دار GAPDH به عنوان کنترل استفاده شد. منحنی‌های ذوب بررسی و تجزیه و تحلیل داده‌های حاصل از Real Time PCR انجام شد.
نتایج: نتایج منحنی‌های Real Time PCR و مشاهده نتایج الکتروفورز محصولات PCR روی ژل آگارز 2 درصد نشان داد که ژن DNAH1 در بافت بیضه بیان شده است. برای ژن DNAH1 باندی به اندازه 140 جفت باز و برای ژن GAPDH باندی با اندازه 143 جفت باز مشاهده شد و صحت آزمایش تکثیر تایید شد
نتیجه‌گیری: با توجه به نتایج پژوهش حاضر و نتایج سایر محققین می‌توان نتیجه گرفت که ژن DNAH1 نقش مهمی در باروری دارد، در پژوهش حاضر مشخص شد ژن DNAH1 در بافت بیضه بیان می‌شود. لذا، ژن DNAH1 به احتمال زیاد برای باروری نرها بسیار ضروری است و نتایج این پژوهش راه را برای پژوهش‌های آینده جهت توصیف نقش ژن DNAH1 به عنوان یک ژن کاندیدا برای باروری بهتر و فیزیولوژی طبیعی در حیوانات اهلی، به ویژه بز فراهم کرده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

mRNA expression profile of DNAH1 gene in testis tissue of Raini Cashmere goat

نویسندگان [English]

  • Mohammadreza Mohammadabadi 1
  • Hamid Kheyrodin 2
  • Aigin Latifi 3
  • Olena Babenko Ivanivna 4
1 Department of Animal Science, Faculty of Agriculture, College of Agriculture, Shahid Bahonar University of Kerman
2 ASSISTANT PROFESSOR
3 Payamnoor university, Kerman
4 Department of Animal Science, Bila Tserkva National Agrarian University, Bila Tserkva, Ukraine.
چکیده [English]

Objective
It has been shown that mutation in DNAH1 (Dynein Axonemal Heavy Chain 1) gene is associated with MMAF (multiple morphological anomalies of the flagella) and PCD (primary ciliary dyskinesia) phenotypes. MMAF has been widely studied in male reproductive traits and is often associated with abnormal sperm, which seriously affects male reproductive traits and even leads to infertility. Indeed, as a MMAF-dependent gene, many studies have identified DNAH1 gene as a key and essential player in male and female gonadal development and have investigated the clinical applications of DNAH1 gene. PCD is often associated with ciliary motility disorder, which is also an autosomal recessive genetic disease. Animals with severe PCD show infertility. The aim of this study was to study the expression pattern of DNAH1 gene in the testicular tissue of Raini Cashmere goat using Real Time PCR.
 
Materials and Methods
Sampling was done from the testicular tissue of three heads (3 replicates from each head) of Raini Cashmere goat in the slaughterhouse. The isolated samples were placed in 1.5 mL microtubes. Total RNA was extracted from testicular tissue. Agarose gel electrophoresis and UV spectrophotometry were used to evaluate the quality and quantity of extracted RNA. Then cDNA was made and Real Time PCR was performed. Also, GAPDH housekeeping gene was used as a control. Melting curves were analyzed and data obtained from Real Time PCR were performed.
 
Results 
The results of Real Time PCR curves and observing the results of electrophoresis of PCR products on 2% agarose gel showed that DNAH1 gene is expressed in testicular tissue. For the DNAH1 gene, a band of 140 bp was observed and for the GAPDH gene, a band of 143 bp was observed, and the accuracy of the amplification test was confirmed.
 
Conclusions
According to the results of the present study and the results of other researchers, it can be concluded that DNAH1 gene plays an important role in fertility. In the present study, it was found that DNAH1 gene is expressed in testicular tissue. Therefore, DNAH1 gene is most likely essential for male fertility, and the results of this research have provided the way for future studies to describe the role of DNAH1 gene as a candidate gene for better fertility and normal physiology in domestic animals, especially goats.

کلیدواژه‌ها [English]

  • DNAH1 gene
  • gene expression
  • testis
  • Raini Cashmere goat
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 (1398) بیان ژن DLK1 در بز کرکی راینی با استفاده از Real Time PCR. مجله بیوتکنولوژی کشاورزی 11(3)،205-191.
محمدآبادی محمدرضا، اسدالله پور نعنایی حجت (1400) بیان ژن لپتین در بز کرکی راینی با استفاده ازReal Time PCR..
مجله بیوتکنولوژی کشاورزی 13(1)، 197-214.
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)،184-169.
محمدآبادی محمدرضا، سفلایی محمد (1399). پروفایل بیانی mRNA مختص بافت ژن BMP15 در بز. مجله بیوتکنولوژی کشاورزی 12(3)، 208-191.
References
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. Journal of cell and Animal Biology 8 (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. Journal of Agricultural Science 18, 155-161 (In Persian).
Ben Khelifa,M, Coutton C, Zouari R, et al. (2014) Mutations in DNAH1, which encodes an inner arm heavy chain dynein, lead to male infertility from multiple morphological abnormalities of the sperm flagella. Am J Hum Genet 94, 95-104.
Cartharius K, Frech K, Grote K, et al. (2005) MatInspector and beyond: Promoter analysis based on transcription factor binding sites. Bioinformatics 21, 2933-2942.
Coutton C, Escoffier J, Martinez G. et al. (2015) Teratozoospermia: Spotlight on the main genetic actors in the human. Hum Reprod 21, 455-485.
Emiralioglu N, Taskıran EZ, Kosukcu C, et al. (2020) Genotype and phenotype evaluation of patients with primary ciliary dyskinesia: First results from Turkey. Pediatr Pulmonol 55, 383-393.
Fagerberg L, Hallström BM, Oksvold P, et al. (2014) Analysis of the human tissue-specific expression by genome-wide integration of transcriptomics and antibodybased proteomics. Mol Cell Proteom 13, 397-406.
Gholamhoseini F, Mohammadabadi MR, Asadi Fozi M (2018) Polymorphism of the growth hormone gene and its effect on production and reproduction traits in goat. Iran J Appl Anim Sci 8 (4), 653-659.
Gibson J, Tapper W, Ennis S, Collins A (2013) Exome-based linkage disequilibrium maps of individual genes: Functional clustering and relationship to disease. Hum Genet 132, 233-243.
Gooki FG, Mohammadabadi M, Fozi MA, Soflaei M (2019) Association of Biometric Traits with Growth Hormone Gene Diversity in Raini Cashmere Goats. Walailak J Sci Technol 16 (7), 499-508.
Imtiaz F, Allam R, Ramzan K, Al-Sayed M (2015) Variation in DNAH1 may contribute to primary ciliary dyskinesia. BMC Med Genet 16, e14.
Kalkan G, Karakus N, Ba Y, et al. (2013) The association between Interleukin (IL)-4 gene intron 3 VNTR polymorphism and alopecia areata (AA) in Turkish population. Gene 527, 565-569.
 Liu M, Huang S, Zhao X, et al. (2021) Successful live birth following natural cycle oocyte retrieval in a woman with primary infertility and atypical primary ovarian insufficiency with a DNAH1 gene deletion mutation. Genet Test Mol Biomarkers 25, 668-673.
Lynch M, Xu S, Maruki T, et al. (2014) Genome-wide linkage-disequilibrium profiles from single individuals. Genetics 198, 269-281.
Merveille AC, Davis EE, Becker-Heck A, et al. (2011) CCDC39 is required for assembly of inner dynein arms and the dynein regulatory complex and for normal ciliary motility in humans and dogs. Nat Genet 43, 72-78.
Mohammadabadi M, Askari N (2012) Characterization of genetic structure using ISSR-PCR markers: cattle, goat and sheep populations. LAP LAMBERT Academic Publishing, Germany.
Mohammadabadi M, Masoudzadeh SH, Khezri A, et al. (2021) Fennel (Foeniculum vulgare) seed powder increases Delta-Like Non-Canonical Notch Ligand 1 gene expression in testis, liver, and humeral muscle tissues of growing lambs. Heliyon 7 (12), e08542.
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 (2019a) Dlk1 gene expression in Raini Cashmere goat using Real Time PCR. Agric Biotechnol J 11(3), 191-205 (In Persian).
Mohammadabadi MR (2019b) Expression of calpastatin gene in Raini Cashmere goat using Real Time PCR. Agric Biotechnol J 11 (4), 219-235 (In Persian).
Mohammadabadi MR (2020) Expression of ESR1 gene in Raini Cashmere goat using Real Time PCR. Agric Biotechnol J 12(1), 177-192 (In Persian).
Mohammadabadi MR (2021) Tissue-specific mRNA expression profile of ESR2 gene in goat. Agric Biotechnol J 12 (4), 169-184 (In Persian).
Mohammadabadi MR, Asadollahpour H (2021) Leptin gene expression in Raini Cashmere goat using Real Time PCR. Agric Biotechnol J 13 (1), 197-214 (In Persian).
Mohammadabadi MR, Dastafkan K (2012) Polymorphism of the Second Exon of MHC-DRB Gene in Jabal-Barez Red Goat. Anim Prod Res 2 (1), 10-17 (In Persian).
Noori AN, Behzadi MRB, Mohammadabadi MR (2017) Expression pattern of Rheb gene in Jabal Barez Red goat. Indian J Anim Sci 87 (11), 1375-1378.
Pausch H, Venhoranta H, Wurmser C, et al. (2016) A frameshift mutation in ARMC3 is associated with a tail stump sperm defect in Swedish Red (Bos taurus) cattle. BMC Genet 17, e49.
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.
Shen Y, Zhang F, Li F, et al. (2019) Loss-of-function mutations in QRICH2 cause male infertility with multiple morphological abnormalities of the sperm flagella. Nat Commun 10, e433.
Tu C, Nie H, Meng L, et al. (2020) Novel mutations in SPEF2 causing different defects between flagella and cilia bridge: The phenotypic link between MMAF and PCD. Hum Genet 139, 257-271.
Van Laere AS, Nguyen M, Braunschweig M, (2003) A regulatory mutation in IGF2 causes a major QTL effect on muscle growth in the pig. Nature 425, 832-836.
Vaz-Drago R, Custódio N, Carmo-Fonseca M (2017) Deep intronic mutations and human disease. Hum Genet 136, 1093-1111.
Wambergue C, Zouari R, Fourati Ben Mustapha S, et al. (2016) Patients with multiple morphological abnormalities of the sperm flagella due to DNAH1 mutations have a good prognosis following intracytoplasmic sperm injection. Hum Reprod 31, 1164-1172.
Wang Z, Pan Y, He L, et al. (2020) Multiple morphological abnormalities of the sperm flagella (MMAF)-associated genes: The relationships between genetic variation and litter size in goats. Gene 753, e144778.
Wang Z, Wang R, Pan C, et al. (2022) Genetic Variations and mRNA Expression of Goat DNAH1 and Their Associations with Litter Size. Cells 11, e1371.
Xiang G, Ren J, Hai T, et al. (2018) Editing porcine IGF2 regulatory element improved meat production in Chinese Bama pigs. Cell Mol Life Sci 75, 4619-4628.
Yang X, Zhu D, Zhang H, et al. (2018) Associations between DNAH1 gene polymorphisms and male infertility: A retrospective study. Medicine 97, e13493.
Zariwala MA, Omran H, Ferkol TW (2011) The emerging genetics of primary ciliary dyskinesia. Proc Am Thorac Soc 8, 430-433.
Zhuang BJ, Xu SY, Dong L, et al. (2022) Novel DNAH1 Mutation Loci Lead to Multiple Morphological Abnormalities of the Sperm Flagella and Literature Review. World J Men’s Heal 40, e27.