克氏原螯虾 LC3 基因克隆及组织特异性表达

朱健强 徐文杰 徐文铖 谢好婷 石海莹 王爱民 田红艳 赵雪成

摘要 为了研究克氏原螯虾 LC3 基因的序列及其生物信息学，分离并提取肝胰腺组织，并克隆了其 LC3 基因ORF全长序列。结果表明，克氏原螯虾 LC3 基因ORF序列片段为369 bp，编码122个氨基酸。结构分析显示， LC3 基因存在2个结构域，证明了 LC3 基因在细胞自噬中存在多种功能。序列比对及系统进化树分析表明，克氏原螯虾与节肢动物进化关系最接近，其 LC3 基因序列具有节肢动物的典型特征，在进化过程中保守性较高。荧光定量PCR显示，克氏原螯虾 LC3 基因在肝胰腺中表达水平最高，与肠道相比有显著差异（ P <0.05），与心脏和肌肉无显著差异（ P >0.05）;心脏和肌肉中 LC3 基因的表达量次之，但与肠道相比差异显著（ P <0.05）;肠道中 LC3 表达量最低。该研究结果可为深入研究 LC3 基因表达与动物营养调控提供基础依据和参考。

关键词 克氏原螯虾; LC3 基因;基因克隆;组织特异性表达

中图分类号 S 917.4  文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2021）19-0086-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.19.021

开放科学（资源服务）标识码（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

基金项目 2020年大学生创新创业训练计划立项项目（2020088）;江苏省苏北科技专项（SZ-YC2018039）。

作者简介 朱健强（1998—），男，江苏扬州人，硕士研究生，研究方向：水产动物营养与饲料科学。*通信作者，教授，博士，硕士生导师，从事水产动物营养与饲料研究。

收稿日期 2021-01-30

LC3又称微管相关蛋白轻链3 （microtubule-associated protein light chain 3，简称LC3），是细胞自噬过程中最重要的标志性自噬蛋白分子，它最初是1987年由2位外国科学家将从牛脑细胞组织中提取出的微管相關蛋白组分纯化电泳后发现的[1]。黄天晴等[2]克隆了三倍体虹鳟（ Oncorhynchus mykiss ）的 LC3 基因序列，其进化树分析表明虹鳟 LC3 基因在进化过程中保守性高，与大西洋鲑（ Salmo salar ） LC3 基因进化关系最近。余振兴等[3]为研究水生贝类的细胞自噬过程，利用扩增的紫贻贝（ Mytilus edulis）  LC3 B基因构建重组表达载体，转化后得到 LC3 B基因多克隆抗体。为了能够更深入研究细胞自噬的发生过程、作用机制以及 LC3 基因在动物体器官或细胞中的表达及功能，科研人员对多种动物的 LC3 基因进行了表达与定位研究。哺乳动物方面，郭燕君等[4]研究了 LC3 基因在小鼠 （Mus musculus） 卵泡颗粒细胞中的定位与表达，研究发现无论小鼠卵泡在哪一种发育阶段， LC3 基因都主要在卵泡颗粒细胞中表达。雷薇等[5]研究发现 LC3 基因在幼年水牛心脏、肝脏等不同组织以及成年水牛卵巢中都有不同程度的表达。