แบบแผนการถ่ายทอดทางพันธุกรรมของยีน Salt Inducible Kinase1 (sik1(+/–)) ในปลาม้าลาย (Denio rerio) กลายพันธุ์แบบเฮเทอโรไซกัสGene Transmission Pattern of Salt Inducible Kinase1 (sik1(+/–)) Heterozygous Mutant in Zebrafish (Denio rerio)

Abstract

ยีน Salt Inducible Kinase1 (sik1) มีบทบาทในเรื่องของการควบคุมสมดุลกลูโคสและไขมันใน Metabolic Pathway และมีความเกี่ยวข้องกับการตกไข่ในปลาม้าลาย การสร้างตัวกลายพันธุ์ที่ถูกดัดแปลงพันธุกรรมโดยใช้เทคนิค CRISPR/Cas9 นั้น อาจทำให้แบบแผนการถ่ายทอดลักษณะทางพันธุกรรมของยีนไม่เป็นไปตามกฎของเมนเดล ในการวิจัยครั้งนี้จึงได้ศึกษารูปแบบการถ่ายทอดทางพันธุกรรมในปลาม้าลายรุ่น F2 ซึ่งได้มาจากการผสมพันธุ์ระหว่างปลาม้าลายรุ่นพ่อแม่ (F1) ที่เป็นตัวกลายพันธุ์แบบเฮเทอโรไซกัส (sik1(+/–)) และไวลด์ไทป์ โดยตรวจสอบรูปแบบการเปลี่ยนแปลงบนสายดีเอ็นเอด้วยเทคนิค Heteroduplex Mobility Assay (HMA) และ Sequencing ผลการศึกษาพบว่า บริเวณดีเอ็นเอเป้าหมายของปลาม้าลายกลายพันธุ์แบบเฮเทอโรไซกัสในร่นุ F2 (sik1(+/–)) มีการเพิ่มของลำดับเบส 12 ตำแหน่ง และการหายไปของลำดับเบส 9 ตำแหน่งส่งผลให้สามารถแปลรหัสเป็นกรดอะมิโนได้เพียง 3 ตำแหน่ง เท่านั้น เช่นเดียวกับปลาม้าลายกลายพันธุ์ในรุ่น F1 (sik1(+/–)) แสดงให้เห็นว่ารหัสพันธุกรรมที่ถูกเปลี่ยนแปลงสามารถถ่ายทอดไปยังรุ่นลูกได้ แต่แบบแผนการถ่ายทอดไม่เป็นไปตามกฎของเมนเดล ซึ่งอาจเป็นไปได้ว่าเมื่อยีน sik1 ถูกดัดแปลงลักษณะทางพันธุกรรมทำให้เสียสมดุลกลูโคสและไขมัน ส่งผลทำให้ปลาที่กลายพันธุ์ตาย หรืออาจเกิดความผิดปกติในช่วงการตกไข่ จึงทำให้สัดส่วนระหว่างตัวที่เป็นไวลด์ไทป์และตัวกลายพันธุ์แบบเฮเทอโรไซกัส (sik1(+/–)) ไม่เป็นไปตามกฎของเมนเดล ดังนั้นงานวิจัยครั้งนี้จึงมีประโยชน์ในการวางแผนเพื่อผลิตจำนวนตัวกลายพันธุ์แบบเฮเทอโรไซกัส (sik1(+/–)) ที่ต้องการสำหรับการศึกษาที่เกี่ยวข้องกับบทบาทของยีน sik1 ในอนาคตต่อไป

Salt inducible kinase1 gene (sik1) plays an important role in controlling glucose and lipid homeostasis of metabolism pathway. This gene is an ovulation-related gene in zebrafish. The mutant zebrafish which their genome were modified by CRISPR/Cas9 may lead to irregular genetic transmission pattern of Mendel’s laws. This research aims to investigate gene transmission pattern in F2 zebrafish which was cross-breeding from F1 heterozygous mutants (sik1(+/–)) and wild type. Genotype of all survived F2 zebrafish were checked by heteroduplex mobility assay (HMA) and sequencing. The results showed that 12 bp insertion and 9 bp deletion at F2 heterozygous mutants (sik1(+/–)) could cause a stop codon after translation for 3 amino acids. The F1 heterozygous mutants (sik1(+/–)) could heritage their genotype to F2 heterozygous mutants (sik1(+/–)) but transmission pattern of sik1(+/–) was not in accordance with Mendel’s laws. Some of F2 heterozygous mutants (sik1(+/–)) may not survive due to the non-function of glucose and lipid homeostasis in metabolism pathway or abnormality during ovulation leading to non-Mendelian inheritance of gene transmission pattern. This research is a guide artic