การระบุวงศ์ยีน ABC Transporters จากจีโนมของหอยมุกแกลบ (Pinctada fucata) ด้วยวิธีการทาง ชีวสารสนเทศศาสตร์

Abstract

          หอยมุกแกลบ (Pinctada fucata) เป็นสัตว์เศรษฐกิจที่มีการเพาะเลี้ยงทางภาคใต้ของประเทศไทย และ มักประสบปัญหาด้านสภาพแวดล้อมทำให้ตายหรือชะงักการเจริญเติบโต ในสัตว์น้ำพบกลไกการปรับตัวใน สภาพแวดล้อมที่ปนเปื้อนสารเคมี โดยมีกลไกกำจัดสารปนเปื้อนออกจากเซลล์ซึ่งอาศัยการทำงานของโปรตีนในวงศ์ ABC transporter สำหรับหอยสองฝาพบรายงานว่าโปรตีน ABC transporter เกี่ยวข้องกับการขับสารปนเปื้อนออกจากเซลล์ ทำให้สามารถปรับตัวและทนต่อมลพิษได้ดีอย่างไรก็ตามยังไม่เคยมีการระบุชนิดและจำนวนของยีนในวงศ์ยีน ABC transporter ในจีโนมของหอยมุกแกลบ ด้วยเหตุนี้คณะผู้วิจัยจึงได้ทำการศึกษาจำนวนและจำแนกวงศ์ย่อยของโปรตีน ABC transporter ในจีโนมหอยมุกแกลบ รวมทั้งวิเคราะห์ความสัมพันธ์ทางวิวัฒนาการของโปรตีนวงศ์นี้เทียบกับสิ่งมีชีวิตอื่น ได้แก่ แมลงหวี่ Drosophila melanogaster โรติเฟอร์ Brachionus koreanus หนอนตัวกลม Caenorhabditis elegans ยีสต์ Saccharomyces cerevisiae และมนุษย์ Homo sapiens โดยใช้การวิเคราะห์ด้วยเทคนิคทางชีวสารสนเทศศาสตร์ พบว่าสามารถระบุยีนในวงศ์ ABC transporter ในหอยมุกแกลบได้ทั้งหมด 65 ยีน แบ่งได้เป็น 8 วงศ์ย่อย ได้แก่ ABCA ถึง ABCH ซึ่งประกอบด้วยสมาชิกจำนวน 10, 15, 20, 3, 1, 3, 12 และ 1 ยีน ตามลำดับ โดยพบว่าเกิดการเพิ่มจำนวนยีนของยีนในวงศ์ย่อย ABCB, ABCC และ ABCG ซึ่งเป็นยีนที่เคยมีรายงานว่าเกี่ยวข้องกับการกำจัดสารพิษในสัตว์น้ำ จากข้อมูลการศึกษาในครั้งนี้ชี้ให้เห็นว่าหอยมุกแกลบมีแนวโน้มในการปรับตัวเพื่อให้สามารถดำรงชีวิตในสภาพแวดล้อมที่มีการปนเปื้อนได้ดี ผลจากการศึกษาครั้งนี้จะเป็นประโยชน์ในการศึกษากลไกการป้องตัวจากสารพิษของหอยมุก ทำให้เข้าใจชีววิทยาและการปรับตัวในระบบนิเวศมากขึ้น ซึ่งจะเป็นประโยชน์ต่อการเพาะเลี้ยงหอยมุก ในสภาพแวดล้อมที่มีการเปลี่ยนแปลงต่อไปในอนาคต และยังเป็นประโยชน์ต่อการศึกษายีนกลุ่มนี้ในหอยชนิดอื่นต่อไป           Pearl oyster (Pinctada fucata) is an economically important species cultivated in the South of Thailand. The cultures can be affected by environmental pollution leading to the reduction of growth and survival. Multixenobiotic resistance mechanism has been reported in aquatic organisms mediated by ABC transporters. In bivalves, these proteins have been reported to pump chemical pollutants out of the cells. As a result, those animals can adapt and survive in a polluted environment. However, ABC transporters have not been identified in the Pearl oyster’s genome. We, therefore, investigated the gene family of ABC transporters in this species in order to identify gene numbers and classify them into subfamilies. Also, the evolutionary relationships of this gene family were determined in comparison with other organisms including Drosophila melanogaster, Brachionus koreanus, Caenorhabditis elegans, Saccharomyces cerevisiae and Homo sapiens. In the present study, 65 ABC transporters were identified in the Pearl oyster genome which include 10, 15, 20, 3, 1, 3, 12 and 1 ABC transporters belonging to subfamilies ABCA- ABCH, respectively. Gene expansions were found in subfamilies ABCB, ABCC and ABCG. Members of these subfamilies have been reported to functions as multixenobiotic transporter in aquatic organisms. Therefore multixenobiotic resistance should be exhibited in the Pearl oyster and assist them to adapt and survive in contaminated environments. The results of this work are essential for further investigation of multixenobiotic resistance mechanisms in this species. This would eventually benefit aquaculture practices and would also lead to the study of this gene family functions in other mollusks.