Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Isolierung und Charakterisierung merkmalsassoziiert experimierter DNA-Sequenzen mittels 'mRNA-differential display' in ausgewählten Geweben bei Rind und Schwein

Dorroch, Ute

Die vorliegende Arbeit befaßt sich mit der Charakterisierung stoffwechsel- bzw. fütterungs-beeinflußter Genexpressionsmuster bei Rind und Schwein. Die Untersuchungen sollten durch die Identifizierung merkmalsassoziiert exprimierter Sequenzen zum einen die Voraussetzungen schaffen, physiologische Besonderheiten zwischen den unterschiedlichen Stoffwechseltypen des Rindes (Stoffumsatztyp, Stoffansatztyp, Stoffum- und –ansatztyp) näher zu charakterisieren und zum anderen, die physiologischen Reaktionen nach Fütterung verschiedener Proteindiäten beim Schwein zu erkennen. Mit dieser Arbeit sollte die Grundlage für die Identifizierung stoffwechseltyp- bzw. diätspezifischer Genexpressionsmuster bei Rind und Schwein geschaffen werden. Zur Identifizierung potentiell merkmalsassoziiert exprimierter Sequenzen wurde das Verfahren des 'mRNA differential display' eingearbeitet. Unter Anwendung dieser Methode konnten hepatische und intestinale 'expressed sequence tags' (ESTs) von drei laktierenden Kühen unterschiedlichen metabolischen Typs identifiziert werden. Diese identifizierten ESTs sind potentiell mit dem Energiestoffwechsel verknüpft bzw. in die Regulation dieser Prozesse involviert. In gleicher Weise wurden hepatische ESTs von je 2 Schweinen identifiziert, die eine Sojaproteinisolatdiät (SPI) bzw. eine Kaseindiät erhalten hatten, wodurch potentiell am Proteinstoffwechsel und der davon abhängigen Prozesse beteilligte exprimierte Sequenzen isoliert werden konnten. Insgesamt wurden 385 ESTs (Rind: 295, Schwein: 90) identifiziert. Für 208 Transkripte (Rind/Leber: 99; Rind/Dünndarmepithel: 53; Schwein/Leber: 56) zeigten die Sequenzen Ähnlichkeit zu bereits beschriebenen Genen und ESTs. Eine erhebliche Anzahl dieser homologen Sequenzen sind nachweislich am Stoffwechsel der Leber beteiligt. Von allen isolierten ESTs konnte für 116 (Rind/Leber: 48; Rind/Dünndarmepithel: 51; Schwein/Leber: 17) keine homologe Sequenz unter den Datenbankeinträgen ermittelt werden. Der Hauptanteil der Rinder-Sequenzen (27 %), die Homologien zu Genen aufwiesen und sich different zwischen den unterschiedlichen Stoffwechseltypen des Rindes darstellten, sind Moleküle des Proteinmetabolismus, während beim Schwein die Fütterung unterschiedlicher Proteindiäten insbesondere einen Einfluß auf Rezeptormoleküle und Moleküle des Signaltransfers (32 %) ausübte. Von den 295 isolierten Rinder-ESTs wurden 122 ESTs physisch kartiert. Dieses erfolgte sowohl unter Nutzung eines Rind-Hamster somatischen Zellhybrid-Panels (SCP) als auch in einem 5000 rad bovinen 'whole genome radiation hybrid'-Panel (WGRH). Das Ergebnis war die Zuweisung dieser ESTs zu den bovinen Syntäniegruppen und deren Positionierung. Letzteres erfolgte unter Zuhilfenahme der kürzlich erstellten und anhand der auf RH-Kartierung basierend geordneten komparativen Karte von Rind und Mensch. Die Kartierung dieser different dargestellten ESTs ist eine Grundlage für die Klonierung genetischer Varianten, die Einfluß auf ökonomisch bedeutsame Merkmale nehmen. Die reamplifizierbaren potentiell merkmalsassoziierten ESTs, die aus dem 'differential display' der unterschiedlichen Stoffwechseltypen des Rindes wie auch des Schweines - nach Fütterung unterschiedlicher Proteindiäten - isoliert wurden, sind für die Erstellung hochinformativer cDNA-'Microarrays' für weitere Stoffwechseluntersuchungen eingesetzt worden. Die Durchführung semi-quantitativer RT-PCRs zeigte im besonderen in dem hier dargestellten Leber-Transkript deutliche Unterschiede im Expressionsniveau zwischen Leberproben von Tieren der Rasse Deutschen Holstein und Charolais.

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Dorroch, Ute: Isolierung und Charakterisierung merkmalsassoziiert experimierter DNA-Sequenzen mittels 'mRNA-differential display' in ausgewählten Geweben bei Rind und Schwein. Hannover 2001. Tierärztliche Hochschule.

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