แคลซินิวรินบี เกี่ยวข้องกับการสร้างเปลือกหอยเป๋าฮื้อ

Highlight:
คุณสมบัติของเปลือกหอยจะประกอบด้วยชั้นของแคลเซียมคาร์บอเนต ที่กระจายอยู่ในแต่ละชั้นย่อยของเปลือกหอย โดยการเรียงตัวของสารเกลือแร่เหล่านี้จะถูกควบคุมโดยยีนและโปรตีนที่สร้างออกมาจากเนื้อเยื่อส่วนแมนเทิลที่อยู่ใต้เปลือกหอยนั่นเอง ในการทดลองนี้ เราได้จำลองกระบวนการการทำลายขอบของเปลือกหอย และทดสอบความเกี่ยวข้องของยีนแคลซินูริน ชนิดเอ และ บี (HcCNA & HcCNB) ในการกระตุ้นการสร้างเปลือกทดแทน ผลการทดลองพบว่า ในหอยที่มีการทำลายขอบของเปลือก จะมีระดับยีนของ HcCNB มีการเพิ่มจำนวนสูงมาก เมื่อเทียบกับยีนส์ HcCNA การทดลองฉีดโปรตีน recHcCNB ที่สร้างจากกระบวนการพันธุวิศวกรรม มีผลในการกระตุ้นการเจริญของเปลือกในบริเวณที่ถูกทำลายได้เป็นอย่างดี เมื่อเทียบกับกลุ่มตัวอย่างควบคุม การสังเกตด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบส่องกราด (SEM) พบว่าลักษณะของการเรียงตัวของชั้นเปลือกหอย (ซึ่งปกติแบ่งย่อยออกเป็น 3 โซน คือ โซน prismatic, transition และ nacre) ที่ฉีดด้วยโปรตีน HcCNB เป็นเวลา 3 สัปดาห์ จะมีการเรียงตัวที่แตกต่างกันเป็นอย่างมากกับกลุ่มควบคุม ซึ่งคาดว่าน่าจะเกิดจากการกระตุ้นของโปรตีน HcCNB ต่อกระบวนการสร้างเปลือกหอยโดยตรง จึงสรุปได้ว่าโปรตีน HcCNB ที่สร้างจากชั้นแมนเทิลใต้เปลือกหอย มีความเกี่ยวข้องต่อการซ่อมแซมของเปลือกหอยเมื่อได้รับอันตราย ในหอยเป๋าฮื้อชนิด H. diversicolor และน่าจะมีส่วนเกี่ยวข้องในกระบวนการสะสมเกลือแร่อนินทรีย์ในสัตว์ประเภทหอย 2 กาบหลายชนิดเช่นกัน

Abstract

Abalone shells are mainly composed of two major polymorphs of CaCO3 that are distributed in different layers of the shell. The process of shell biomineralization is controlled by genes and proteins expressed within the mantle epithelium. In this present paper, we conducted a shell regeneration experiment to study the role of HcCNA and HcCNB (individual subunits of calcineurin) in shell biomineralization in H. diversicolor. The results of qPCR showed that HcCNB is upregulated to a greater extent than HcCNA in the mantle after shell notching. In vivo study of the effects of rHcCNB injection showed a significantly higher percentage of regenerated shell length, but not area, in the injected group compared to the control group. In addition, SEM observation of the inner surface of the regenerated shells revealed three different zones including prismatic, nacreous, and a distinct transition zone. Changes in the crystal organization and ultrastructure are clearly evident in these three zones, particularly after 3 weeks of rHcCNB administration. We hypothesize that this is due to faster biomineralization rates in the rHcCNB treated group. Taken together, our results demonstrate that HcCNB participates in shell regeneration in H. diversicolor. As calcineurin subunits have also been implicated in shell formation in bivalves, these findings suggest that calcineurin subunits may play important roles in biomineralization in all conchiferans.

ที่มาและความสำคัญ

Calcineurin ประกอบด้วย 2 subunits ที่ต้องทำงานร่วมกัน แต่มีรายงานว่า Calcineurin B สามารถทำงานแบบเดี่ยวได้ โดยทำหน้าที่เป็น Calcium chelator จึงเป็นไปได้ว่าที่ Calcineurin B จะกระตุ้นการสร้างเปลือกหอยเป๋าฮื้อได้

KEYWORDS: Shell, Regeneration, Haliotis diversicolor, Biomineralization, Calcineurin

Citation: Buddawong T, Asuvapongpatana S, Suwannasing C, Habuddha V, Sukonset C, Sombutkayasith C, McDougall C, Weerachatyanukul W. 2021. Calcineurin subunit B is involved in shell regeneration in Haliotis diversicolor. PeerJ 2021; DOI 10.7717/peerj.10662

RELATED SDGs:

SDG Goal หลัก ที่เกี่ยวข้อง

14. LIFE BELOW WATER

Goal 14: Life below water

ผู้ให้ข้อมูล: รองศาสตราจารย์ ดร.วัฒนา วีรชาติยานุกูล
ชื่ออาจารย์ที่ทำวิจัย: รองศาสตราจารย์ ดร.วัฒนา วีรชาติยานุกูล
ชื่อนักศึกษาที่ทำวิจัย: Tiranan Buddawong
แหล่งทุนวิจัย: Royal Golden Jubilee (RGJ)
ภาพถ่าย: รองศาสตราจารย์ ดร.วัฒนา วีรชาติยานุกูล

 

Tags: , , , ,