توالی‌یابی و بررسی الگوی بیان ژن CYP1A در اندام‌های مختلف ماهی گل‌خورک (Periophthalmus waltoni) در شرایط طبیعی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه بیوتکنولوژی پژوهشکده خلیج فارس، دانشگاه خلیج فارس، بوشهر، ایران

2 دانشیار گروه زیست‌شناسی دریا، دانشکده علوم دریایی، دانشگاه علوم فنون دریایی خرمشهر، خرمشهر، ایران

3 دانشیار گروه زیست شناسی دریا، دانشکده علوم دریایی و اقیانوسی، دانشگاه مازندران، بابلسر، ایران

4 استاد گروه انگل‌شناسی، دانشکده پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی، تهران، ایران

چکیده

سیتوکروم CYP1A از آنزیم‌های مهم در سم‌زدایی است. از این رو شناسایی ژن‌های سیتوکروم به درک فرآیند متابولیسم مواد آلی و پاسخ‌های سازشی ماهیان دریایی نسبت به PAHها کمک می‌کند. بدین منظور، 1035 نوکلئوتید از ناحیه ORF ژن CYP1A در ماهی گل‌خورک (Periophthalmus waltoni) توالی‌یابی و شناسایی شد. در مقایسه بین اندام­ها، میزان بیان پایه ژن CYP1A در آبشش، کلیه، قلب، روده، پوست و مغز به ترتیب 33، 22، 19، 17، 11 و 11 درصد از بیان پایه در کبد بود. بر این اساس، در ماهی گل‌خورک نیز مانند سایر ماهیان، کبد بیشترین بیان ژن CYP1A را داشت، اما میزان بیان پایه این ژن در سایر اندام‌ها در مقایسه با مطالعات گذشته، از درصد بالاتری برخوردار بود. اگر چه الگوی بیان پایه ژن به نوع گونه بستگی دارد، اما بالا بودن بیان پایه ژن CYP1A می‌تواند به دلیل مواجهه ماهی گل‌خورک با مواد آلاینده در شرایط طبیعی باشد. الگوی بیان پایه ژن CYP1A در اندام‌های مختلف ماهی گل‌خورک نشان دهنده شرایط اکوفیزیولوژیکی خاص این گونه است. بنابراین می‌توان الگوی بیان ژن CYP1A را در اندام‌های مختلف گل‌خورک والتونی به عنوان نشانگر زیستی برای ارزیابی مواجهه با آلاینده‌های آلی به ویژه PAHها به کار برد.

کلیدواژه‌ها


Abdoli A. 2000. The Inland Water Fishes of Iran. Iranian Museum of Nature and Wildlife, Iran. 378P.
Agorreta A., San Mauro D., Schliewen U., Van Tassell J.L., Kovacic M., Zardoya R. and Ruber L. 2013. Molecular phylo-genetic of Gobioidei and phylo-genetic placement of European gobies. Molecular Phylogenetics and Evolution 69(3): 619–633.
AnsariA.A.,TrivediS.,SagguS. and Rehman H. 2014. Mudskipper: A biological indicator for environmental monitoring and assessment of coastal waters. Journal of Entomology and Zoology Studies, 2(6): 22–33.
Brammell B.F., McClain J.S., Oris J.T., Price D.J., Birge W.J. and Elskus A.A. 2010. CYP1A expression in caged rainbow trout discriminates among sites with various degrees of polychlorinated biphenyl contamination. Archives of Environmental Contamination and Toxicology, 58(3): 772–782.
Campbell P.M. and Devlin R.H. 1996. Expression of CYP1A1 in livers and gonads of Pacific salmon: Quantitation of mRNA levels by RT-PCR. Aquatic Toxicology, 34(1): 47–69.
Dorrington T., Zanette J., Zacchi F.L., Stegeman J.J. and Bainy A.C.D. 2012. Basal and 3-methylcholanthrene-induced expression of cytochrome P450 1a, 1b and 1c genes in the Brazilian guppy, Poecilia vivipara. Aquatic Toxicology, 124–125: 106–113.
Erdogan O., Ceyhun S.B., Ekinci D. and Aksakal E. 2011. Impact of deltamethrin exposure on mRNA expression levels of metallo-thionein A, B and cytochrome P450 1A in rainbow trout muscles. Gene, 484: 13–17.
Gao K., Brandt I., Goldstone J.V. and Jonsson M.E. 2011. Cytochrome P450 1a, 1b, and 1c Mrna induction patterns in three-spined stickleback exposed to a transient and a persistent inducer. Comparative Biochemistry and Physiology C, 154(1): 42–55.
Jonsson M.E., Gao K., Olsson J.A., Goldstone J.V. and Brandt I. 2010. Induction patterns of new Cyp1 genes in environmentally exposed rainbow trout. Aquatic Toxicology, 98(4): 311–321.
Jonsson M.E., Orrego R., Woodin B.R., Goldstone J.V. and Stegeman J.J. 2007. Basal and 3,3′,4,4′,5-pentachlorobiphenyl-induced expression of cytochrome P450 1a, 1b and 1c genes in zebrafish. Toxicology and Applied Pharmacology, 221(1): 29–41.
Jung J.H., Kim M., Yim U.H., Ha S.Y., An J.G., Won J.H., Han G.M., Kim N.S., Addison R.F. and Shim W.J. 2011. Biomarker responses in pelagic and benthic fish over 1 year following the Hebei Spirit oil spill (Taean, Korea). Marine Pollution Bulletin, 62(8): 1859–1866.
Lee Y.M., Williams T.D., Jung S.O. and Lee J.S. 2005. cDNA cloning and expression of a cytochrome P450 1A (CYP1A) gene from the hermaphroditic fish Rivulus marmoratus. Marine Pollution Bulletin, 51: 769–775.
Livak K.J. and Schmittgen T.D. 2001. Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2−ΔΔCT method. Methods, 25(4): 402–408.
Murdy E.O. 1989. A taxonomic revision and cladistic analysis of the Oxudercinae gobies (Gobiidae: Oxudercinae). Records of the Australian Museum, 11: 1–93.
Oh S.M., Park K. and Chung K.H. 2006. Combination of in vitro Bioassays encompassing different mechanisms to determine the endocrine-disrupting effects of river water. Science of the Total Environment, 354(2–3): 252–264.
Rees C.B. and Li W. 2004. Develop-ment and application of a real-time quantitative PCR assay for determining CYP1A transcripts in three genera of salmonids. Aquatic Toxicology, 66(4): 357–368.
Rees C.B., Wu H. and Li W. 2005. Cloning of Cyp1a in Atlantic salmon (Salmo salar). Aquaculture, 246(1–4): 11–23.
Shirani M., Mirvaghefi A., Farahmand H. and Abdollahi M. 2012. Biomarker responses in mudskipper (Periophthalmus waltoni) from the coastal areas of the Persian Gulf with oil pollution. Environmental Toxicology and Pharmacology, 43: 705–713.
TamuraK.,StecherG.,PetersonD.,Filipski A. and Kumar S. 2013. MEGA6: Molecular evolutionary genetics analysis version 6.0. Molecular Biology and Evolution, 30(12): 2725–2729.
Thacker C.E. 2003. Molecular phylogeny of the gobioid fishes. Molecular Phylogenetics and Evolution, 26(3): 354–368.
Thompson J.D., Gibson T.J. and Higgins D.G. 2002. Multiple sequence alignment using ClustalW and ClustalX. P: 2.3.1–2.3.22. In: Roberts R.J. (Ed.). Current Protocols in Bioinformatics, John Wiley and Sons, Inc. USA.
Uno T., Ishizuka M. and Itakura T. 2012. Cytochrome P450 (CYP) in fish. Environmental Toxicology and Pharmacology, 34(1): 1–13.
Yengi L.G., Xiang Q., Pan J., Scatina J.A., Kao J., Ball S.E., Fruncillo R., Ferron G. and Roland Wolf C. 2003. Quantitation of cytochrome
P450 mRNA levels in human skin. Analytical Biochemistry, 316: 103–110.
Yuan L., Lv B., Zha J., Wang Z., Wang W., Li W. and Zhu L. 2013. New cytochrome P450 1B1, 1C1, 2Aa, 2Y3, and 2K genes from Chinese rare minnow (Gobiocypris rarus): Molecular characterization, basal expression and response of rare minnow CYP1s and CYP2s mRNA exposed to the AHR agonist benzo [a] pyrene. Chemosphere, 93: 209–216.
Zanette J., Jenny M.J., Goldstone J.V., Woodin B.R., Watka L.A., Bainy A.C.D. and Stegeman J.J. 2009. New cytochrome P450 1b1, 1c2 and 1d1 genes in the killifish Fundulus heteroclitus: Basal expression and response of five killifish Cyp1s to the Ahr agonist Pcb126. Aquatic Toxicology, 93(4): 234–243.
Zapata-Perez O., Gold-Bouchot G., Ortega A., Lopez T., Albores A. 2002. Effect of pyrene on hepatic cytochrome P450 1A (CYP1A) expression in Nile tilapia (Oreochromis niloticus). Archives of Environmental Contamination and Toxicology