Molecular Cloning of Melanocortin 4 Receptor Gene from Olive Flounder Paralichthys olivaceus

Abstract

5개의 subtype을 가진 melanocortin receptor의 하나인 Melanocortin 4 receptor (MC4R)는 비만의 가장 큰 단일유전적 원인 물질로 알려져 있으며 MSH 펩티드가 수용체에 결합함으로써 음식섭취를 감소시키는 역할을 한다. Melanocortin 4 receptor는 G-protein coupled receptor (GPCR)의 family 중의 하나인 rhodopsin family에 속한다. GPCR은 neurotransmitters 와 hormones, 다양한 생리학적 신호 등을 인식하는 등 다양한 기능을 수행하는 세포막 단백질 중에서 가장 큰 수용체 집단이다. 양식 대상종인 넙치 (Paralichthys olivaceus)의 melanocortin 4 receptor 유전자의 분자적 기작을 연구하기 위하여, 넙치의 genomic DNA와 합성한 cDNA 로부터 PCR 증폭을 통하여 전체 MC4R 유전자를 획득하였다. 두 방법으로 획득 한 PCR product의 염기서열 비교를 통하여 넙치 MC4R 유전자는 intron이 존재 하지 않음을 확인 하였으며, MC4R 유전자의 sequence 분석으로 978 bp, 325 아 미노산을 확인하였다. 이미 알려진 다른 어류의 MC4R 염기서열과 비교분석한 결 과 노랑가자미 (Verasper moseri)와 넙치가 가장 높은 상동성을 나타내었고, 자주복 (Takifugu rubripes)과 초록복어 (Tetraodon nigroviridis)가 89% 상동성으로 그 뒤를 이었다. 이러한 결과는 Neighbor-joining 방법을 이용한 계통도 분석에서도 일치한 다고 나타났다. 넙치 MC4R의 조직특이적 발현분석에서 MC4R은 간과 눈, 그리고 뇌에서 발현되는 것을 확인하였다.

Melanocortin 4 receptor (MC4R), one of the five MC receptors, is known to be the most monogenic cause of obesity, plays a role in reducing the feeding behavior by binding of MSH peptides to the MC4R. It is belong to the rhodopsin family, one of the G protein-coupled receptors (GPCR) that constitute the largest superfamily of cell membrane receptors performing diverse functions including response to neurotransmitters, hormones and other external signals. To study the molecular mechanism of MC4R gene of olive flounder (Paralichthys olivaceus), Full-length MC4R gene of P. olivaceus was obtained by PCR amplification of genomic DNA as well as cDNA synthesis. Sequence comparison of PCR products of both method indicates that MC4R gene of olive flounder lacks introns. Sequence analysis of the MC4R gene indicates 978 bp DNA fragment encoded 325 amino acids. The sequence alignment of other fish MC4Rs shows the highest degree of 96% identity between P. olivaceous and Verasper moseri, followed by Takifugu rubripes and Tetraodon nigroviridis (89%) corresponding to the phylogenetic analysis. Tissue distribution analysis shown that MC4R expressed in liver, eye and brain.