Published December 31, 2014
| Version v1
Publication
Open
Genome Wide Identification, Phylogeny and Expression of Zinc Transporter Genes in Common Carp
- 1. Chinese Academy of Fishery Sciences
- 2. Tianjin Normal University
Description
Background Zinc is an essential trace element in organisms, which serves as a cofactor for hundreds of enzymes that are involved in many pivotal biological processes including growth, development, reproduction and immunity. Therefore, the homeostasis of zinc in the cell is fundamental. The zinc transporter gene family is a large gene family that encodes proteins which regulate the movement of zinc across cellular and intracellular membranes. However, studies on teleost zinc transporters are mainly limited to model species. Methodology/Principal Findings We identified a set of 37 zinc transporters in common carp genome, including 17 from SLC30 family (ZnT), and 20 from SLC39 family (ZIP). Phylogenetic and syntenic analysis revealed that most of the zinc transporters are highly conserved, though recent gene duplication and gene losses do exist. Through examining the copy number of zinc transporter genes across several vertebrate genomes, thirteen zinc transporters in common carp are found to have undergone the gene duplications, including SLC30A1, SLC30A2, SLC30A5, SLC30A7, SLC30A9, SLC30A10, SLC39A1, SLC39A3, SLC39A4, SLC39A5, SLC39A6, SLC39A7 and SLC39A9. The expression patterns of all zinc transporters were established in various tissues, including blood, brain, gill, heart, intestine, liver, muscle, skin, spleen and kidney, and showed that most of the zinc transporters were ubiquitously expressed, indicating the critical role of zinc transporters in common carp. Conclusions To some extent, examination of gene families with detailed phylogenetic or orthology analysis could verify the authenticity and accuracy of assembly and annotation of the recently published common carp whole genome sequences. The gene families are also considered as a unique source for evolutionary studies. Moreover, the whole set of common carp zinc transporters provides an important genomic resource for future biochemical, toxicological and physiological studies of zinc in teleost.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
خلفية الزنك هو عنصر تتبع أساسي في الكائنات الحية، والذي يعمل كعامل مساعد لمئات الإنزيمات التي تشارك في العديد من العمليات البيولوجية المحورية بما في ذلك النمو والتطور والتكاثر والمناعة. لذلك، فإن توازن الزنك في الخلية أمر أساسي. عائلة جين ناقل الزنك هي عائلة جينية كبيرة تشفر البروتينات التي تنظم حركة الزنك عبر الأغشية الخلوية وداخل الخلايا. ومع ذلك، تقتصر الدراسات على ناقلات الزنك عن بعد بشكل أساسي على الأنواع النموذجية. المنهجية/النتائج الرئيسية حددنا مجموعة من 37 ناقلًا للزنك في جينوم الكارب الشائع، بما في ذلك 17 من عائلة SLC30 (ZnT)، و 20 من عائلة SLC39 (ZIP). كشف التحليل الوراثي والاصطناعي أن معظم ناقلات الزنك محفوظة للغاية، على الرغم من وجود ازدواجية جينية وفقدان جيني حديث. من خلال فحص عدد نسخ جينات ناقل الزنك عبر العديد من جينومات الفقاريات، تبين أن ثلاثة عشر ناقلًا للزنك في الشبوط الشائع قد خضعوا لتكرار الجينات، بما في ذلك SLC30A1 و SLC30A2 و SLC30A5 و SLC30A7 و SLC30A9 و SLC30A10 و SLC39A1 و SLC39A3 و SLC39A4 و SLC39A5 و SLC39A6 و SLC39A7 و SLC39A9. تم تحديد أنماط التعبير لجميع ناقلات الزنك في الأنسجة المختلفة، بما في ذلك الدم والدماغ والخياشيم والقلب والأمعاء والكبد والعضلات والجلد والطحال والكلى، وأظهرت أن معظم ناقلات الزنك تم التعبير عنها في كل مكان، مما يشير إلى الدور الحاسم لناقلات الزنك في الشبوط الشائع. الاستنتاجات إلى حد ما، يمكن لفحص عائلات الجينات مع تحليل مفصل لتطور السلالات أو تقويم العظام أن يتحقق من صحة ودقة التجميع والتعليق التوضيحي لتسلسلات الجينوم الكامل لـ CARP الشائعة المنشورة مؤخرًا. تعتبر العائلات الجينية أيضًا مصدرًا فريدًا للدراسات التطورية. علاوة على ذلك، توفر المجموعة الكاملة من ناقلات كارب الزنك الشائعة موردًا جينوميًا مهمًا للدراسات الكيميائية الحيوية والسمية والفسيولوجية المستقبلية للزنك في عن بُعد.Translated Description (French)
Contexte Le zinc est un oligo-élément essentiel dans les organismes, qui sert de cofacteur à des centaines d'enzymes impliquées dans de nombreux processus biologiques essentiels, notamment la croissance, le développement, la reproduction et l'immunité. Par conséquent, l'homéostasie du zinc dans la cellule est fondamentale. La famille des gènes transporteurs du zinc est une grande famille de gènes qui code pour les protéines qui régulent le mouvement du zinc à travers les membranes cellulaires et intracellulaires. Cependant, les études sur les télétransporteurs de zinc sont principalement limitées aux espèces modèles. Méthodologie/Principaux résultats Nous avons identifié un ensemble de 37 transporteurs de zinc dans le génome de la carpe commune, dont 17 de la famille SLC30 (ZnT) et 20 de la famille SLC39 (zip). Les analyses phylogénétiques et synténiques ont révélé que la plupart des transporteurs de zinc sont hautement conservés, bien que des duplications et des pertes de gènes récentes existent. En examinant le nombre de copies des gènes transporteurs de zinc dans plusieurs génomes de vertébrés, on constate que treize transporteurs de zinc dans la carpe commune ont subi les duplications de gènes, y compris SLC30A1, SLC30A2, SLC30A5, SLC30A7, SLC30A9, SLC30A10, SLC39A1, SLC39A3, SLC39A4, SLC39A5, SLC39A6, SLC39A7 et SLC39A9. Les modèles d'expression de tous les transporteurs de zinc ont été établis dans divers tissus, y compris le sang, le cerveau, les branchies, le cœur, l'intestin, le foie, les muscles, la peau, la rate et les reins, et ont montré que la plupart des transporteurs de zinc étaient exprimés de manière ubiquitaire, ce qui indique le rôle critique des transporteurs de zinc dans la carpe commune. Conclusions Dans une certaine mesure, l'examen des familles de gènes avec une analyse phylogénétique ou orthologique détaillée pourrait vérifier l'authenticité et l'exactitude de l'assemblage et de l'annotation des séquences du génome entier de la carpe commune récemment publiées. Les familles de gènes sont également considérées comme une source unique d'études évolutives. De plus, l'ensemble des transporteurs de zinc de la carpe commune constitue une ressource génomique importante pour les futures études biochimiques, toxicologiques et physiologiques du zinc en téléostéen.Translated Description (Spanish)
Antecedentes El zinc es un oligoelemento esencial en los organismos, que sirve como cofactor para cientos de enzimas que participan en muchos procesos biológicos fundamentales, como el crecimiento, el desarrollo, la reproducción y la inmunidad. Por lo tanto, la homeostasis del zinc en la célula es fundamental. La familia de genes transportadores de zinc es una gran familia de genes que codifica proteínas que regulan el movimiento del zinc a través de las membranas celulares e intracelulares. Sin embargo, los estudios sobre transportadores de zinc teleósteos se limitan principalmente a especies modelo. Metodología/Principales hallazgos Identificamos un conjunto de 37 transportadores de zinc en el genoma de la carpa común, incluidos 17 de la familia SLC30 (ZnT) y 20 de la familia SLC39 (ZIP). Los análisis filogenéticos y sinténicos revelaron que la mayoría de los transportadores de zinc están altamente conservados, aunque existe una reciente duplicación de genes y pérdidas de genes. Al examinar el número de copias de los genes transportadores de zinc en varios genomas de vertebrados, se encuentra que trece transportadores de zinc en la carpa común han sufrido duplicaciones de genes, incluidos SLC30A1, SLC30A2, SLC30A5, SLC30A7, SLC30A9, SLC30A10, SLC39A1, SLC39A3, SLC39A4, SLC39A5, SLC39A6, SLC39A7 y SLC39A9. Los patrones de expresión de todos los transportadores de zinc se establecieron en varios tejidos, incluyendo sangre, cerebro, branquias, corazón, intestino, hígado, músculo, piel, bazo y riñón, y mostraron que la mayoría de los transportadores de zinc se expresaban de forma ubicua, lo que indica el papel crítico de los transportadores de zinc en la carpa común. Conclusiones Hasta cierto punto, el examen de las familias de genes con un análisis filogenético u ortológico detallado podría verificar la autenticidad y precisión del ensamblaje y la anotación de las secuencias del genoma completo de la carpa común recientemente publicadas. Las familias de genes también se consideran una fuente única para los estudios evolutivos. Además, todo el conjunto de transportadores comunes de zinc de la carpa proporciona un recurso genómico importante para futuros estudios bioquímicos, toxicológicos y fisiológicos del zinc en el teleósteo.Files
journal.pone.0116043&type=printable.pdf
Files
(1.5 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:4b17e28073a5ef7e45df338e201d8d12
|
1.5 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تحديد الجينوم على نطاق واسع، وتطور السلالات والتعبير عن جينات ناقل الزنك في الشبوط الشائع
- Translated title (French)
- Identification, phylogénie et expression à l'échelle du génome des gènes transporteurs de zinc dans la carpe commune
- Translated title (Spanish)
- Identificación de todo el genoma, filogenia y expresión de genes transportadores de zinc en la carpa común
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2060796322
- DOI
- 10.1371/journal.pone.0116043
References
- https://openalex.org/W1501738035
- https://openalex.org/W1546288213
- https://openalex.org/W1612987016
- https://openalex.org/W1816749156
- https://openalex.org/W1923477899
- https://openalex.org/W1929300075
- https://openalex.org/W1969950454
- https://openalex.org/W1970611977
- https://openalex.org/W1971256848
- https://openalex.org/W1987065797
- https://openalex.org/W1990105332
- https://openalex.org/W1995312949
- https://openalex.org/W2001954481
- https://openalex.org/W2004750204
- https://openalex.org/W2011889195
- https://openalex.org/W2013271972
- https://openalex.org/W2016339654
- https://openalex.org/W2017594588
- https://openalex.org/W2018238895
- https://openalex.org/W2023004988
- https://openalex.org/W2027150047
- https://openalex.org/W2027357121
- https://openalex.org/W2031567589
- https://openalex.org/W2036091305
- https://openalex.org/W2042073406
- https://openalex.org/W2047405437
- https://openalex.org/W2057957139
- https://openalex.org/W2064813976
- https://openalex.org/W2065636600
- https://openalex.org/W2072733658
- https://openalex.org/W2076543351
- https://openalex.org/W2077469475
- https://openalex.org/W2079822327
- https://openalex.org/W2080155677
- https://openalex.org/W2081945079
- https://openalex.org/W2082966090
- https://openalex.org/W2084486673
- https://openalex.org/W2085833343
- https://openalex.org/W2088252951
- https://openalex.org/W2092686460
- https://openalex.org/W2092923458
- https://openalex.org/W2099189659
- https://openalex.org/W2099392913
- https://openalex.org/W2105350633
- https://openalex.org/W2110652761
- https://openalex.org/W2113916199
- https://openalex.org/W2124629939
- https://openalex.org/W2125399293
- https://openalex.org/W2129366286
- https://openalex.org/W2139062456
- https://openalex.org/W2155136631
- https://openalex.org/W2161361673
- https://openalex.org/W2163142481
- https://openalex.org/W2164758845
- https://openalex.org/W2168338648
- https://openalex.org/W3216995939
- https://openalex.org/W4229487902
- https://openalex.org/W4244450487