子宮特異性轉錄調控產製日本鵪鶉蛋殼之色素

報告時間:2023-12-12
報告地點:大四教室
指導老師:唐品琦
學生:鍾昕妤
摘要

       日本鵪鶉蛋殼上之紅棕色斑點成分為血紅素前驅物,原紫質(protoporphyrin IX, PPIX),其於產蛋前由殼腺(又稱之為子宮)分泌至蛋殼表面,故應用可產出正常蛋殼花紋之野生型與產出無花紋白蛋殼之突變型日本鵪鶉,以轉錄組分析(transcriptome analysis)、遺傳連鎖圖譜(genetic linkage)與生化分析,探討鵪鶉子宮對血紅素生物合成之特異性調控。轉錄組分析結果顯示,十一個子宮特異性基因於突變型鵪鶉子宮表現量降低(downregulation),其中包含氨基乙醯丙酸合成酶(aminolevulinic acid synthase 1, ALAS1)以及hephaestin-like 1 (HEPHL1),而遺傳連鎖圖譜分析中發現,造成突變之SNP位於鵪鶉六號染色體,經LOD (logarithm of the odds)值與後代性狀對照後,再以qPCR測試致突變候選區域基因之表達量差異,發現六個基因於突變型鵪鶉中表現顯著下降,其中包含負責轉錄調控的paired-like homeodomain 3 (PITX3)。以RNA原位雜交(RNA in situ hybridization)分析ALAS1、HEPHL1及PITX3結果顯示,三者於野生型鵪鶉子宮黏膜上皮頂端細胞以及固有層之訊號皆較突變型鵪鶉強。將野生型與突變型鵪鶉殼腺組織經氨基酮戊酸(aminolevulinic acid, ALA)處理培養後,突變型者之原紫質產量增加,顯示突變型鵪鶉蛋殼無色素可能是由於ALAS1低表現量造成。綜上所述,推測野生型日本鵪鶉子宮之血紅素生成過程中,PITX3作為轉錄因子,可促進ALAS1表現使生成更多ALA,同時提高HEPHL1表現以抑制原紫質被轉化為血紅素,因此使原紫質生成並作為色素附著至蛋殼上。

參考文獻
  • Ishishita, S., S. Kitahara, M. Takahash, S. Iwasaki, S. Tatsumoto, I. Hara, Y. Kaneko, K. Kinoshit, K. Yamaguchi, A. Harada, Y. Ohmori, Y. Ohkawa, Y. Go, S. Shigenobu, Y. Matsuda, and T. SuzukiI. 2022. Uterus-specific transcriptional regulation underlies eggshell pigment production in Japanese quail. PLoS ONE 17: e0265008. doi.org/ 10.1371/journal.pone.0265008