ДОСЛІДЖЕННЯ АКТИВНОСТІ ГЕНІВ РРНК У ЯДЕРЦЕВИХ ОРГАНІЗАТОРАХ ЛІМФОЦИТІВ КРОВІ КРОЛІВ УКРАЇНСЬКОЇ СЕЛЕКЦІЇ
Анотація
Вивчення ядерцевих організаторів тварин дає можливість оцінити рівень функціональної активності рибосомальних генів 18S/28S, які беруть участь у біосинтезі білка. Метою роботи було дослідження ознак активності ядерець у інтерфазних клітинах крові кролів різних порід української селекції.
У експерименті використали самок кролів 4-місячного віку порід полтавське срібло (n=30), каліфорнійська (n=25) їх гібридів (n=21).Зони ядерця у інтактних лімфоцитах крові досліджували за методом Howellend Black (1980). Препарати фарбували розчином 50% AgNO3 з додаванням 1- % розчину мурашиної кислоти і інкубували у вологій камері за температури +60о С. Мікроскопування проводили за допомогою мікроскопа «ZEISS, Germany» (збільшення 10×100). У кожної тварини досліджували щонайменше 200 інтерфазних клітин. Активність ядерець оцінювали за параметрами:середня кількість ядерець у ядрі (nЯО), сумарна площа ядерець в ядрі (ΣSЯО, мкм2), частка площі ядерця у площі ядра лімфоцита (чΣSЯО, %). Статистичний аналіз здійснювали за стандартними програмами варіаційної статистики, що входить у пакет програм «STATISTICA» (2020).
Середнє число ядерець на клітину варіювалось від – 1,70±0,08 у кролів каліфорнійської породи до 5,90±0,29 у гібридних тварин. Виявлена статистично значуща різниця (р<0,05) між дослідними групами чистопородних і гібридних кролів. Коефіцієнт варіації показника середньої кількості ядерець на клітину знаходився на середньому рівні мінливості: 20,58%у кролів породи полтавське срібло,19,50%, у каліфорнійської породи і 16,49% у гібридних. Сумарна площая дерець у клітині у всіх дослідних тварин варіювала від 5 мкм2 у однієї з особин каліфорнійської породи до 12 мкм2 у особини гібридного походження. Частка площі ядерця від площі ядра у кролів породи полтавське срібло, каліфорнійська і гібридів склала 26,10±1,80%, 24,30±1,62 і 29,40±2,50 відповідно.
Кореляційний аналіз виявив статистично достовірний зв’язок між числом ядерець на клітину та сумарною площею ядерця в ядрі клітини (r=0,54, р<0,01) та між числом ядерець на клітину та часткою площі ядерця від площі ядра (r=0,28, р<0,05) у кролів породи полтавське срібло.
Встановлено поліморфізм за дослідженими параметрами активності ядерець у інтактних лімфоцитах периферійної крові кролів порід полтавське срібло, каліфорнійська і гібридів.
Доведено існування статистично значущої різниці між дослідними групами чистопородних і гібридних кролів за кількістю ядерець на клітину, сумарною площею ядерець на клітину і часткою ядерця від площі ядра лімфоцита.
Результати порівняльного аналізу досліджених параметрів активності ядерець у лімфоцитах периферійної крові кролів порід полтавське срібло, каліфорнійської і гібридів вказують на більш високу активність ядерець у тварин гібридного походження.
Посилання
Ahmad S, Baun J, Tipton B, Tate Y, Switzer R. (2019) Modification of AgNOR staining to reveal the nucleolus in thick sections specified for stereological and pathological assessments of brain tissue. Heliyon. 5 (12):3e03047 https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2019.e03047.
Andraszek K, Horoszewicz E, Smalec E. (2009) Nucleolar organizer regions, satellite associations and nucleoli of goat cells (Capra hircus). Archives Animal Breeding. 52 (2): 177– 186. https://doi.org/10.5194/aab-52-177-2009
Bersaglieri C., Santoro R. (2019). Genome organization in and around the nucleolus. Cells, 8 (6): 579. Doi.org/10.3390/cells8060579
Britton-Davidian, J., Cazaux, B., Catalan, J. (2012) Chromosomal dynamics of nucleolar organizer regions (NORs) in the house mouse: micro-evolutionary insights. Heredity. 108: 68–74. https://doi.org/10.1038/hdy.2011.105
CarneiroM, Afonso S, Caraldes A, Garreau H, et al. (2011) The genetic structure of domestic rabbits. Mol. Biol. Evol. 2011. 28 (6): 1801-1816. DOI: 10.1093/molbev/msr003
Chen Z, Comai L, Pikaard C. (1998). Gene dosage and stochastic effects determine the severity and direction of uniparental ribosomal RNA gene silencing (nucleolar dominance) in Arabidopsis allopolyploids. Proceedings of the National Academy of Sciences, 95 (25), 14891-14896.https://doi.org/10.1073/pnas.95.25.14891
Cockrell A, Gerton J. (2022). Nucleolar Organizer Regions as Transcription-Based Scaffolds of Nucleolar Structure and Function. In: Kloc, M., Kubiak, J.Z. (eds) Nuclear, Chromosomal, and Genomic Architecture in Biology and Medicine. Results and Problems in Cell Differentiation, 70. Springer, https://doi.org/10.1007/978-3-031-06573-6_19
Delany M, Emsley A, Smiley M, Putnam J, Bloom S. (1994) Nucleolar Size Polymorphisms in Commercial Layer Chickens: Determination of Incidence, Inheritance, and Nucleolar Sizes1. Poultry Science, 73 (8): 1211-1217. https://doi.org/10.3382/ps.0731211
Derenzini M, Montanaro L, Treré D. (2009). What the nucleolus says to a tumor pathologist. Histopathology, 54 (6), 753-762. doi.org/10.1111/j.1365-2559.2008.03168.x.
Donizy P., Biecek P, Halon A., Maciejczyk A., Matkowski R. (2017). Nucleoli cytomorphology in cutaneous melanoma cells–a new prognostic approach to an old concept. Diagnostic pathology, 12 (1), 1-9. doi.org/10.1186/s13000-017-0675-7
Dzitsiuk V, Typylo H, Mitiohlo I. (2021). Polymorphism of nucleolar organizer regions in different Ukrainian cattle breeds. Agricultural Science and Practice, 8 (1), 29-36. https://doi.org/10.15407/agrisp8.01.024
FAO (2015) The second Report on the State of the Word`s Animal Genetic Resources for Food and Agriculture, edited by B.D. Scherf and Pilling. FAO Commission on Genetic Resources for Food and Agriculture Assessments. Rome (available at http/www.fao.org/3/a-i4787e/index.html
Hirai H. (2020) Chromosome Dynamics Regulating Genomic Dispersion and Alteration of Nucleolus Organizer Regions (NORs). Cells. 9 (4):971. https://doi.org/10.3390/cells9040971
Hori Y, Engel C. Kobayashi T. (2023). Regulation of ribosomal RNA gene copy number, transcription and nucleolus organization in eukaryotes. Nat Rev Mol CellBiol 24, 414–429 https://doi.org/10.1038/s41580-022-00573-9
Howell W., Black D. (1980) Controlled silver staining of nucleolus organizer regions with a protective colloidal developer: in aonestep method. Experientia, 36:1014–1015 DOI: 10.1007/BF01953855
King W, Niar A, Chartrain I, Betteridge K, Guay P. (1988) Nucleolus organizer regions and nucleoli in preattachment bovine embryos. J ReprodFertil. 82 (1):87-95. doi: 10.1530/jrf.0.0820087
Кlenovitskiy P et al. (2019). Analysis of the parameters characterizing the nucleolar organizers in intact lymphocytes in crossbreed goats. Vestnik of Mari state University. 5 (3): 298-304. Doi:10.30914/2411-9687-2019-5-3-298-304.
Klenovitsky P et al. (2021) Analysis of parameters characterizing argyrophilic zones in intact lymphocytes of domestic sheep (Ovis aries L., 1758) and their hybrids with argali (Ovis ammon L., 1758). Agrarian Science. 344 (1): 52–56. DOI:10.32634/0869-8155-2021-344-1-52-56
Martin-DeLeon PA. (1980) Location of the 18S and 28S rRNAcistrons in the genome of the domestic rabbit (Oryctolaguscuniculus L). Cytogenet Cell Genet.28 (1-2):34-40. Doi: 10.1159/000131509.
McStay B. (2016) Nucleolar organizer regions: genomic ‘dark matter’ requiring illumination. Genes Dev. 30 (14):1598-610. Doi: 10.1101/gad.283838.116.
Monteagudo, L. V., & Arruga, M. V. (1991). NOR activity interaction among the chromosomes of common rabbit: a statistical analysis. Caryologia, 44 (1), 85–91. https://doi.org/10.1080/00087114.1991.10797022
Montiel E, Badenhorst D, Lee L., Valenzuela N. (2022) Еvolution and dosage compensation of nucleolar organizing regions (NORs) mediated by mobile elements in turtles with female (ZZ/ZW) but not with male (XX/XY) heterogamety Journal of Evolutionary Biology. 35 (12): 1709–1720, https://doi.org/10.1111/jeb.14064
Oktay M, Eroz R, Oktay N A, Erdem H, Basar F, Akyol L, Cucer N, Bahadir A (2015) Argyrophilicnucleolar organizing region associated protein synthesis for cytologic discrimination of follicular thyroid lesions Biotechnic and histochemistry. 90 (3):179–183. DOI: 10.3109/10520295.2014.976271
Oznurlu Y, Celik I, Sur E, Ozaydin T. (2011) Histological examination of the skin and AgNOR parameters of matrix pili cells in the chinchilla. Eurasian J Vet Sci, 2011, 27, 1, 39-43
Oznurlu Y, Çelik I, Sur E, Telatar T, Ozparlak H. (2009) Comparative skin histology of the White New Zealand and Angora rabbits: Histometrical and immunohistochemical evaluations. JAVA, 8, 1694- 1701
Pena C, Hurt E, Panse V. (2017) Eukaryotic ribosome assembly, transport and quality control. Nat. Struct. Mol. Biol. 24: 689–699. Doi: 10.1038/nsmb.3454
Pich A, Chiusa L, Margaria E. (1995) Role of the argyrophilicnucleolar organizer regions in tumor detection and prognosis. Cancer Detect. Prev. 19:282–291
Pontvianne F, Blevins T, Chandrasekhara C, Feng W, Stroud H, Jacobsen S. Pikaard C. (2012). Histone methyltransferases regulating rRNA gene dose and dosage control in Arabidopsis. Genes and development. 26 (9): 945-957. doi.org/10.1101/gad.182865.111
Saadey S, Galal A, Zaky H. El-Dein A. (2008) Diallel crossing analysis for body weight and egg production traits of two native Egyptian and two exotic chicken breeds. International Journal of Poultry Science 7:64–71
Sirri V, Roussel P, Hernandez-Verdun D. (2000). The AgNOR proteins: Qualitative and quantitative changes during the cell cycle. Micron, 31 (2): 121-126. doi.org/10.1016/S0968-4328 (99) 00068-2
Skripkin et al. (2021) Morphological and Functional Activity Dynamics of Blood Lymphocytes in Large White Breed Pigs in Postnatal Ontogenesis and during Pregnancy IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. 852 012100. DOI 10.1088/1755-1315/852/1/01210
Srikulnath K., Matsubara K., Uno Y. et al. (2009). Karyological Characterization of the Butterfly Lizard (Leiolepisreevesiirubritaeniata, Agamidae, Squamata) by Molecular Cytogenetic Approach. Cytogenetic and genome research. 125: 213-23. 10.1159/000230005
Šutovsky P, Jelínková L, AntalíkováL, Motlík J. (1993) Ultrastructuralcytochemistry of the nucleus and nucleolus in growing rabbit oocytes, Biology of the Cell, 77:173-180, https://doi.org/10.1016/S0248-4900 (05) 80185-6.
Wang M, Lemos B. (2017) Ribosomal DNA copy number amplification and loss in human cancers are linked to tumor genetic context, nucleolus activity, and proliferation. PLoS genetics, 13 (9), e1006994. doi.org/10.1371/journal.pgen.1006994
