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말의 열충격 단백질(heat shock proteins)의 특성 구명과 운동 후 유전자의 발현 분석
조현우(Hyun-Woo Cho),박정웅(Jeong-Woong Park),최재영(Jae-Young Choi),조현우(Jae-Young Choi),시바 쿠마르(Sivakumar S),김남영(Nam-Young Kim),신택순(Teak-Soon Shin),조성근(Seong-Keun Cho),김병우(Byeong-Woo Kim),조병욱(Byung-Wook Cho) 한국생명과학회 2014 생명과학회지 Vol.24 No.2
본 연구의 목적은 말의 열충격 단백질 유전자의 특성을 구명하고 말의 각 조직과 운동 전과 후 혈액에서 열충격 단백질 유전자의 발현량을 분석함에 있다. 이전의 연구를 통해, 대표적인 경주마인 더러브렛의 혈액과 골격근에서 운동 전, 후 RNA-sequencing을 통해 차등발현유전자 분석을 실시하고, 본 연구를 위해 운동 전과 후에 차등 발현된 유전자 중, 열충격 단백질 유전자(HspH1, Hsp90α, Hsp70)를 선택하였다. 세 개의 열충격 단백질 유전자는 각각의 혈액이나 근육에서 운동 전에 비해 후에 발현이 증가된 것으로 확인됐다. 본 연구팀은 선정된 유전자에 대한 검증과 분석을 위해, 말의 조직별 RT-PCR 분석과 운동시간별 백혈구에서 real time qPCR 분석을 실시하였다. 그 결과 말의 각 조직(갑상선, 결장, 골격근, 맹장, 신장, 심장, 척수, 폐)에서 세 개의 열충격 단백질 유전자 mRNA가 모두 존재함을 알 수 있었다. 또한, 말의 운동 시간 별 혈액에서 mRNA를 추출하여 열충격 단백질의 운동 시간에 따른 발현 양상 분석을 실시한 결과, 운동 전에 비해 운동 120분 후 열충격 단백질 유전자의 발현량이 증가함을 확인하였다. 이러한 결과는 인간과 다른 동물 실험의 결과와 일치하며, 열충격 단백질 유전자 전사 조절 기작이 종간에 보존이 되어왔음을 시사한다. 또한, 운동에 따른 열충격 단백질 유전자의 발현 양상과 운동 수행 및 회복 기작간의 상관관계에 대한 추가적인 연구가 필요함을 제안하는 바이다. The purpose of this study was to characterize equine heat-shock protein (Hsp) genes and analyze their expression pattern in various horse tissues and blood leukocytes after exercise. In a previous study, RNA sequencing of blood and skeletal muscles of thoroughbreds before and after exercise was performed using differently expressed gene (DEG) analysis. Three Hsp genes (HspH1, Hsp90α and Hsp70) were selected by DEG analysis and were found to be differentially expressed in either blood or muscle. To validate and extend previous observations on these genes, we performed RT-PCR analyses of horse tissue as well as real-time qPCR analyses of blood leukocytes after exercise. mRNA expression of these Hsp genes was found to be ubiquitous in the analyzed tissues (including thyroid, colon, skeletal muscle, cecum, kidney, spinal cord, heart, and lung). In addition, Hsp mRNA expression of these genes in extracted whole blood increased after 120 minutes of exercise compared to the baseline condition. These results are in agreement with the results of human and other experimental animals, suggesting that regulatory mechanisms that are responsible for upregulation of Hsp gene transcription may be conserved among species. Further investigations to correlate Hsp gene expression patterns with athletic performance or recovery processes after exercise are warranted.
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