在南极鱼Notothenia coriiceps中,低氧反应途径是功能性的,尽管HIF-1α中存在多Q/E插入突变
K M O'Brien1, A S Rix1, A Jasmin1
1University of Alaska Fairbanks, Institute of Arctic Biology and Department of Biology & Wildlife, Fairbanks, AK 99775, USA.
Comparative biochemistry and physiology. Part D, Genomics & proteomics
|February 27, 2024
概括
在低氧诱导因子-1α (HIF-1α) 中具有独特突变的南极鱼在低氧 (低氧) 条件下仍然可以调节基因表达和新陈代谢. 这项研究证实了它们的功能性缺氧反应途径,尽管存在遗传差异.
科学领域:
- 生理学 生理学 生理学
- 基因组学就是基因组学.
- 海洋生物学 海洋生物学
背景情况:
- 南极的notothenioid鱼类居住在富含氧气的水域,并且在缺氧诱导因子-1α (HIF-1α) 中具有多重胺/胺酸 (多重Q/E) 插入突变.
- 这种HIF-1α突变对这些鱼类缺氧反应途径的功能影响尚不清楚.
研究的目的:
- 调查HIF-1α中的多Q/E插入突变是否会在低氧条件下影响南极鱼类的基因表达调节.
- 评估南极鱼类不同组织中对低氧的代谢反应,特别是糖原和乳酸盐水平.
主要方法:
- 在12小时内,Notothenia coriiceps暴露于低氧 (2.3毫克L-1O2) 和正常氧 (10毫克L-1O2).
- 心脏,大脑,肝脏和组织的RNA测序,以量化基因表达变化.
- 在收获的组织中量化糖原和乳酸水平.
主要成果:
- 缺氧诱导了肝组织中818个独特的差异表达基因 (DEG),包括参与MAP激酶和FoxO通路,糖解和血管改造的基因.
- 在心脏,大脑和状组织中观察到不到104个独特的DEG.
- 肝脏中乳酸盐水平在低氧状态下显著增加,表明无氧代谢增强.
结论:
- 低氧反应途径在N. coriiceps中是功能性的,尽管HIF-1α中存在多Q/E突变.
- 南极鱼有能力改变基因表达和新陈代谢,以应对低氧压力.
- 与其他样本组织相比,肝脏组织对缺氧的转录反应更为明显.
