Projekt badawczy finansowany ze środków na naukę przyznanych na działalność służącą rozwojowi młodych naukowców

Tytuł projektu: Identyfikacja polimorfizmu genów kodujących główne proteiny białka jaja przepiórki japońskiej
Numer projektu: ZIB/MN-1/19
Okres realizacji: 1 marca 2020 – 1 marca 2022
Wartość projektu: 49 998 zł

Opis projektu:

Białka jaja przepiórczego, wykazują szeroki zakres właściwości biologicznych, a w szczególności bakteriobójczych i bakteriostatycznych. Charakteryzują się one polimorfizmem wewnątrzgatunkowym co ma wpływ na ich właściwości. Wielopostaciowość danego białka wynika bezpośrednio z polimorfizmu genu kodującego to białko. A zatem podstawienia niesynonimiczne w obrębie egzonów danego genu wpływają na strukturę pierwszorzędową białka, a ta z kolei może wpływać na jego strukturę oraz właściwości fizykochemiczne, powodując np. wzrost lub spadek aktywności bakteriobójczej. Ma to swoje implikacje zarówno w zdolności danego białka do ochrony jaja przed wnikaniem drobnoustrojów, jak i w ujęciu utylitarnym, możliwości przechowywania surowca lub produktu jajecznego przez dłuższy czas bez utraty wartości odżywczych. Przydatność do spożycia przechowywanych w optymalnych warunkach jaj kurzych wynosi 28 dni zaś przepiórczych nawet 3 miesiące. Czy zatem różnice w budowie owoalbuminy, owomukoidu, owotransferyny lub lizozymu pomiędzy tymi gatunkami mogą decydować o zdolności jaj do obrony przed wnikaniem mikroorganizmów chorobotwórczych? Strukturę pierwszorzędową danego białka można określić metodami proteomicznymi lub poprzez przepisanie informacji zawartej w sekwencji DNA na język aminokwasów. Dlatego jednym z celów projektu będzie  odpowiedź na pytania czy w wybranych liniach genetycznych przepiórki japońskiej występuje polimorfizm genów kodujących 4 główne proteiny białka jaja oraz czy i w jaki sposób ewentualny polimorfizm wpływa na strukturę danego białka, a przez to na jego właściwości przeciwbakteryjne mierzone zdolnością jaja do obrony przed wnikaniem drobnoustrojów podczas rozwoju embrionalnego i przechowywania. Wartość odżywcza sprawiła, że jaja stanowią podstawowy składnik ludzkiej diety. Powszechność wykorzystania tego surowca w przemyśle spożywczym sprawiła jednocześnie, że białka jaja kurzego są często przyczyną alergii pokarmowej u dzieci. Głównymi alergenami są proteiny białka jaja tj. owomukoid, owoalbumina, owotransferyna i lizozym. O ich właściwościach decyduje budowa przestrzenna uwarunkowana sekwencją aminokwasową, a obecność dużej liczby mostków disiarczkowych powoduje ich niezwykłą wprost odporności na działanie wysokiej temperatury oraz proteaz bakteryjnych. Alternatywą dla osób uczulonych na białka jaja kurzego  jest spożywanie jaj przepiórki japońskiej charakteryzujących się wysoką wartością odżywczą a jednocześnie nie wywołujących aż tak silnej reakcji uczuleniowej. Dlatego niniejszy projekt zakłada również ocenę wpływu danego polimorfizmu SNP danego genu na strukturę kodowanego przez niego białka ze szczególnym uwzględnieniem zmian w obrębie mostków disiarczkowych oraz miejsc glikozylacji.

Cele główne i poboczne projektu:

  1. Identyfikacja polimorfizmów SNP w sekwencjach kodujących i fragmentach intronów genów kodujących owoalbumina, owotransferyna, owomukoid oraz lizozym białka jaja przepiórczego
  2. Ocena wpływu danego SNP na strukturę pierwszorzędową analizowanego białka a w przypadku wykrycia polimorfizmu białka ocena wpływu danej formy białka na jego właściwości przeciwbakteryjne mierzone pośrednio (wylęgowość, cechy jakości jaja w trakcie przechowywania)
  3. Ocena asocjacji pomiędzy SNP zlokalizowanych w sekwencjach egzonów i intronów (flankujących dany egzon) a poziomem analizowanych cech wylęgowości i jakości jaja
  4. Ocena zmienności genetycznej analizowanych linii genetycznych przepiórek japońskich przy użyciu wykrytych SNP.
  5. Określenie różnic w sekwencji aminokwasowej/nukleotydowej analizowanych białek pomiędzy przepiórką japońską a pozostałymi gatunkami drobiu należącymi do rodziny Phasianidae (kura domowa, indyk, bażant, kuropatwa) – badania filogenetyczne