ブタの骨格筋におけるミオシン重鎖IIB遺伝子の発現：カーボックスプロモーター応答要素の役割

人間との類似性のため、豚は、さまざまな人間の病気を研究するための良い動物モデルと見なされています。その生理学的類似性にもかかわらず、ミオシン重鎖（MYHC）IIB遺伝子（MYH4）の微分発現は、これらの種の骨格筋に存在し、これは異なる筋肉表現型に関連しています。異なるMyHCアイソフォームの発現は、筋肉繊維の収縮および代謝特性の重要な決定要因です。ゲノムメカニズムが豚と人間の間のMyH4の劇的に異なる発現の原因であるかどうかを解明することを目的としたため、人間の骨格筋研究のモデルとしての豚の理解が向上しました。私たちは、ブタ骨格筋におけるMyH4の高発現を調節する際のプロモーター配列の役割を解明するために、家庭用豚と人間（それぞれMyH4をそれぞれ発現および発現しない）から約1 kbのMyH4プロモーターを利用しました。筋形成中のこれらのプロモーターの微分活性を指示する、豚と人間のMyH4プロモーターの近位炭水化物およびEボックス領域内で3 bpゲノムの違いを特定しました。カーグボックス領域内の微妙な種固有のゲノムの違いは、この部位で異なるタンパク質DNA相互作用を引き起こし、豚と人間の間の微分MyH4プロモーター活性について説明責任がある可能性があります。本明細書で特定されたゲノムの違いは、豚と人間のMyH4プロモーターの微分活性を説明することを提案します。さらに、PIGとヒトMYH4プロモーターの両方がMYODの過剰発現によって誘導される可能性があることを報告しますが、MyH4プロモーターを活性化する能力は、近位MyH4プロモーターのカーグボックス領域内にある3 bpの差によって大きく影響されます。

Due to its similarity to humans, the pig is increasingly being considered as a good animal model for studying a range of human diseases. Despite their physiological similarities, differential expression of the myosin heavy chain (MyHC) IIB gene (MYH4) exists in the skeletal muscles of these species, which is associated with a different muscle phenotype. The expression of different MyHC isoforms is a critical determinant of the contractile and metabolic characteristics of the muscle fibre. We aimed to elucidate whether a genomic mechanism was responsible for the drastically different expression of MYH4 between pigs and humans, thus improving our understanding of the pig as a model for human skeletal muscle research. We utilized approximately 1 kb of the MYH4 promoter from a domestic pig and a human (which do and do not express MYH4, respectively) to elucidate the role of the promoter sequence in regulating the high expression of MYH4 in porcine skeletal muscle. We identified a 3 bp genomic difference within the proximal CArG and E-box region of the MYH4 promoter of pigs and humans that dictates the differential activity of these promoters during myogenesis. Subtle species-specific genomic differences within the CArG-box region caused differential protein-DNA interactions at this site and is likely accountable for the differential MYH4 promoter activity between pigs and humans. We propose that the genomic differences identified herein explain the differential activity of the MYH4 promoter of pigs and humans, which may contribute to the differential expression patterns displayed in these otherwise physiologically similar mammals. Further, we report that both the pig and human MYH4 promoters can be induced by MyoD over-expression, but the capacity to activate the MYH4 promoter is largely influenced by the 3 bp difference located within the CArG-box region of the proximal MYH4 promoter.