克氏原螯蝦 LC3 基因克隆及組織特異性表達

朱健強 徐文杰 徐文鋮 謝好婷 石海瑩 王愛民 田紅艷 趙雪成

摘要 為了研究克氏原螯蝦 LC3 基因的序列及其生物信息學，分離并提取肝胰腺組織，并克隆了其 LC3 基因ORF全長序列。結果表明，克氏原螯蝦 LC3 基因ORF序列片段為369 bp，編碼122個氨基酸。結構分析顯示， LC3 基因存在2個結構域，證明了 LC3 基因在細胞自噬中存在多種功能。序列比對及系統進化樹分析表明，克氏原螯蝦與節肢動物進化關系最接近，其 LC3 基因序列具有節肢動物的典型特征，在進化過程中保守性較高。熒光定量PCR顯示，克氏原螯蝦 LC3 基因在肝胰腺中表達水平最高，與腸道相比有顯著差異（ P <0.05），與心臟和肌肉無顯著差異（ P >0.05）;心臟和肌肉中 LC3 基因的表達量次之，但與腸道相比差異顯著（ P <0.05）;腸道中 LC3 表達量最低。該研究結果可為深入研究 LC3 基因表達與動物營養調控提供基礎依據和參考。

關鍵詞 克氏原螯蝦; LC3 基因;基因克隆;組織特異性表達

中圖分類號 S 917.4? 文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2021）19-0086-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.19.021

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Cloning and Tissue-specific Expression of ?LC3 ?Gene in? ?Procambarus clarkii

ZHU Jian-qiang，XU Wen-jie，XU Wen-cheng et al

（Yancheng Institute of Technology，Yancheng，Jiangsu 224051）

Abstract In order to study the sequence of ?LC3 ?gene and its bioinformatics of ?Procambarus clarkii， hepatopancreas tissue was isolated and extracted，the full-length ORF sequence of ?LC3 ?gene was cloned.The results showed that the ORF sequence fragment of the ?LC3 ?gene of ?P.clarkii ?was 369 bp，encoding 122 amino acids.Structural analysis showed that the ?LC3 ?gene had two domains，proving that the ?LC3 ?gene had multiple functions in autophagy.Sequence alignment and phylogenetic tree analysis showed that ?P.clarkii ?had the closest evolutionary with arthropods，and its ?LC3 ?gene sequence had typical arthropod characteristics and it was highly conserved during evolution.Fluorescence quantitative PCR showed that ?P.clarkii LC3 ?gene was expressed at the highest level in the hepatopancreas，and it was significantly different from the intestine （ P< 0.05），but it was not significantly different from the heart and muscle （ P >0.05）;the muscle expression was the second，but it was still significantly different from the intestine （ P< 0.05）;the expression of ?LC3 ?in the intestine was the lowest.The research results could provide basic basis and reference for in-depth study on ?LC3 ?gene expression and animal nutrition regulation.

Key words ?Procambarus clarkii;LC3 ?gene;Gene cloning;Tissue-specific expression

基金項目 2020年大學生創新創業訓練計劃立項項目（2020088）;江蘇省蘇北科技專項（SZ-YC2018039）。

作者簡介 朱健強（1998—），男，江蘇揚州人，碩士研究生，研究方向：水產動物營養與飼料科學。*通信作者，教授，博士，碩士生導師，從事水產動物營養與飼料研究。

收稿日期 2021-01-30

LC3又稱微管相關蛋白輕鏈3 （microtubule-associated protein light chain 3，簡稱LC3），是細胞自噬過程中最重要的標志性自噬蛋白分子，它最初是1987年由2位外國科學家將從牛腦細胞組織中提取出的微管相關蛋白組分純化電泳后發現的[1]。黃天晴等[2]克隆了三倍體虹鱒（ Oncorhynchus mykiss ）的 LC3 基因序列，其進化樹分析表明虹鱒 LC3 基因在進化過程中保守性高，與大西洋鮭（ Salmo salar ） LC3 基因進化關系最近。余振興等[3]為研究水生貝類的細胞自噬過程，利用擴增的紫貽貝（ Mytilus edulis）? LC3 B基因構建重組表達載體，轉化后得到 LC3 B基因多克隆抗體。為了能夠更深入研究細胞自噬的發生過程、作用機制以及 LC3 基因在動物體器官或細胞中的表達及功能，科研人員對多種動物的 LC3 基因進行了表達與定位研究。哺乳動物方面，郭燕君等[4]研究了 LC3 基因在小鼠 （Mus musculus） 卵泡顆粒細胞中的定位與表達，研究發現無論小鼠卵泡在哪一種發育階段， LC3 基因都主要在卵泡顆粒細胞中表達。雷薇等[5]研究發現 LC3 基因在幼年水牛心臟、肝臟等不同組織以及成年水牛卵巢中都有不同程度的表達。