PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
2009 | 27 | 4 |
Tytuł artykułu

Bovine lactoferrin gene polymorphism and expression in relation to mastiti resistance – a review

Treść / Zawartość
Warianty tytułu
PL
Związek polimorfizmu i ekspresji genu laktoferyny bydła z występowaniem mastitis
Języki publikacji
EN
Abstrakty
EN
Lactoferrin is an iron-binding protein present in many mammalian biological fluids, such as tears, saliva and milk, widely investigated due to its multiple activities. Human milk contains 1 to 5 mg of lactoferrin /ml, contrary to bovine milk, where lactoferrin concentration reaches maximum level of 0.1 mg/ml. Dramatic increase of lactoferrin content has been noticed in colostrum, mammary gland secretion during involution, and in milk yielded by females suffering from udder inflammation. Lactoferrin gene has developed during evolutional mutations in transferrin gene. It was mapped to bovine chromosome 22, contains 17 exons and spreads out on about 34.5 kilo base pairs (kbp) of genomic DNA. There are many polymorphisms in lactoferrin gene. Polymorphisms occurring In gene regulatory region seem to be particularly interesting, as they may affect a gene expression. It Has been claimed, that lactoferrin gene expression in mouse and human uterus appeared under estrogen stimulation, but for bovine species the regulation of its expression has not been fully understood yet. Another possibility to find functional polymorphisms is to search for them in exons which code for lactoferrin antimicrobial peptides. Due to its relation to the innate immunity, lactoferrin gene is supposed to be a promising candidate gene for mastitis resistance trait.
PL
Laktoferyna jest białkiem wiążącym żelazo, obecnym w wielu płynach biologicznych ssaków –łzach, ślinie i mleku – szeroko opisanym ze względu na swoje właściwości. W mleku ludzkim znajduje się 1-5 mg laktoferyny, w przeciwieństwie do mleka krowiego, gdzie stężenie tego białka osiąga poziom nie wyższy niż 0,1mg/ml. Gwałtowne zwiększenie ilości laktoferyny następuje w siarze, w wydzielinie wymienia podczas inwolucji oraz w mleku zwierząt cierpiących na zapalenie wymienia. Gen laktoferyny powstał w wyniku ewolucyjnych przemian genu transferyny. Znajduje się w 22 chromosomie bydła, składa z 17 eksonów i zawiera około 34,5 tysiąca par zasad genomowego DNA. Dotychczas wykryto wiele polimorfizmów tego genu. Ciekawe wydają się zwłaszcza jego polimorfizmy występujące w rejonach regulatorowych, z racji ich potencjalnego wpływu na poziom ekspresji. Stwierdzono, że ekspresja genu laktoferyny w macicy ludzkiej i mysiej stymulowana jest przez estrogen, podczas gdy w przypadku bydła,regulacji ekspresji tego genu dotąd nie rozpoznano. Potencjalną możliwością odnalezienia funkcjonalnego polimorfizmu laktoferyny jest poszukiwanie go w eksonach, kodujących przeciwdrobnoustrojowe peptydy tego białka. Z racji związku laktoferyny z odpornością wrodzoną, gen jej uważa się za obiecujący genkandydat odporności krów na mastitis. Powołano się na 56 pozycji piśmiennictwa.
Słowa kluczowe
Wydawca
-
Rocznik
Tom
27
Numer
4
Opis fizyczny
p.263-271,ref.
Twórcy
autor
  • Institute of Genetics and Animal Breeding, Polish Academy of Sciences, Jastrzebiec, 05-552 Wolka Kosowska, Poland
autor
  • Institute of Genetics and Animal Breeding, Polish Academy of Sciences, Jastrzebiec, 05-552 Wolka Kosowska, Poland
  • Institute of Genetics and Animal Breeding, Polish Academy of Sciences, Jastrzebiec, 05-552 Wolka Kosowska, Poland
Bibliografia
  • AL-NABULSI A.A., HOLLEY R.A., 2005 – Effect of bovine lactoferrin against Carnobacterium viridians. Food Microbiology 22, 179-187.
  • ANDERSON J.H., JENSSEN H., GUTTEBERG T.J., 2003 – Lactoferrin and lactoferricin inhibit Herpex simplex 1 and 2 infection and exhibit synergy when combined with acyclovir. Antiviral Research 58, 209-215.
  • BAKER E.N., BAKER H.M., 2005 – Molecular structure, binding properties and dynamics of lactoferrin. Cellular and Molecular Life Sciences 62, 2531-2539.
  • BIHMANI R.S., VENDROV Y., FURMANSKI P., 1999 – Influence of lactoferrin feeding and injection at systemic staphylococcal infections in mice. Journal of Applied Microbiology 86, 135-144.
  • BRUCKMAIER R.M., 2005 – Gene expression of factors related to the immune reaction in response to intramammary Escherichia coli lipopolysaccharide challenge. Journal of Dairy Research 72, 120-124.
  • CHANETON L., TIRANTE L., MAITO J., CHAVES J., BUSSMANN L. E., 2008 – Relationship between milk lactoferrin and etiological agent in the mastitic bovine mammary gland. Journal of Dairy Science 91, 1865-1873.
  • DALY M., ROSS P., GIBLIN L., BUCKLEY F., 2006 – Polymorphisms within the lactoferrin gene promoter in various cattle breeds. Animal Biotechnology 17, 33-42.
  • DIONYSIUS D.A., MILNE J.M., 1997 – Antibacterial peptides of bovine lactoferrin: purification and characterization. Journal of Dairy Science 80, 667-674.
  • EXPOSITO I.L., RECIO I., 2006 – Antibacterial activity of peptides and folding variants from milk proteins. International Dairy Journal 16, 1294-1305.
  • GALAL ABDEL HAMEED K., SENDER G., KORWIN-KOSSAKOWSKA A., 2008 – An association of the BoLA alleles DRB3.2*16 and DRB3.2*23 with occurrence of mastitis caused by different bacterial species in two herds of dairy cows. Animal Sciences and Reports 26 (1) 37-48.
  • GONZÁLEZ-CHÁVEZ S.A., ARÉVALO-GALLEGOS S., RASCÓN-CRUZ Q., 2009 – Lactoferrin: structure, function and applications. International Journal of Antimicrobial Agents 33, 301.e1-301.e8.
  • HAGIWARA S., KAWAI K., ANRI A., NAGAHATA H., 2003 – Lactoferrin concentrations in milk from normal and subclinical mastitic cows. Journal of Veterinary Medical Science 65, 319-323.
  • HANEY E., NAZMI K., LAU F., BOLSCHER J.G.M., KOGEL H. J., 2009 – Novel lactoferrampin antimicrobial peptides derived from human lactoferrin. Biochimie 91, 141-154.
  • HARMON R.J., SCHANBACHER F.L., FERGUSON L.C., SMITH K.L., 1976 – Changes In lactoferrin, immunoglobulin G, bovine serum albumin and α-lactalbumin during acute experimental and natural coliform mastitis in cows. Infection and Immunity 2, 533-542.
  • KAMIŃSKI S., MALEWSKI T., AHMAN A., WÓJCIK E., RUŚĆ A., OLEŃSKI K., JAKUBCZAK A., SAZANOV A.A., 2008 – Towards an integrated approach to study SNPs and expression of candidate genes associated with milk protein biosynthesis. Russian Journal of Genetics 44, 459-465.
  • KAMIŃSKI S., OLEŃSKI K., BRYM P., MALEWSKI T., SAZANOV A. A., 2006 – Single nucleotide polymorphism in the promoter region of the lactoferrin gene and its associations with milk performance traits in Polish Holstein-Friesian cows. Russian Journal of Genetics 42, 924-927.
  • KERR D. E., WELLNITZ O., 2003 – Mammary expression of new genes to combat mastitis. Journal of Animal Science 81, 38-47
  • KRAAN M. VAN DER, GROENINK J., NAZMI K., VEERMAN E.C.I., BOLSCHER J.G.M., NIEUW AMERONGEN A.V., 2004 – Lactoferrampin: a novel antimicrobial peptide in the N1-domain of bovine lactoferrin. Peptides 25, 177-183.
  • KUTILA T., 2004 – Role of lactoferrin in treatment of bovine mastitis, Academic Dissertation, Faculty of Veterinary Medicine, University of Helsinki. http://ethesis.helsinki.fi/julkaisut/ela/kliin/vk/kutila/roleofla.pdf
  • KUTILA T., PYORALA S., SALONIEMI H., KAARTINEN L., 2003 - Antibacterial effect of bosine lactoferrin against udder pathogens. Acta Veterinaria Scandinavica 44, 35-42.
  • LACASSE P., LAUZON K., DIARRA M. S., PETITCLERC D., 2008 – Utilization of lactoferrin to fight antibiotic-resistant mammary gland pathogens. Journal of Animal Science 86, 66-71.
  • LI G-H., ZHANG Y., SUN D-X., LI N., 2004 – Study on the polymorphism of bovine lactoferrin gene and its relationship with mastitis. Animal Biotechnology 15, 67-76.
  • LIU L-H. E., GLADWELL W., TENG C.T., 2004 – Detection of exon polymorphism in human lactoferrin gene. International Journal of Biochemistry and Cell Biology 80, 17-22.
  • MAŁACZEWSKA J., ROTKIEWICZ Z., 2007 – Laktoferyna – białko multipotencjalne. In Polish. Medycyna Weterynaryjna 63, 136-139.
  • MALINOWSKI E., KŁOSSOWSKA A., SMULSKI S., 2008 – Zmiany stężeń biologicznie aktywnych składników mleka krowiego wskutek mastitis. In Polish. Medycyna Weterynaryjna 64,14-18.
  • MARTIN-BURRIEL I., OSTA R., BARENDSE W., ZARAGOZA P., 1997 – New polymorphism and linkage mapping of the bovine lactotransferrin gene. Mammalian Genome (Brief Data and Reports) 8, 704-705.
  • MISTRY N., DROBNI P., NASLUND J., SUNKARI V.G., JENSSEN H., EVANDER M., 2007 – The anti-papilloma virus activity of human and bovine lactoferricin. Antiviral Research 75, 258-265.
  • MOLENAAR A.J., KUYS Y.M., DAVIS S.R., WILKINS R.J., MEAD P.E., TWEEDIE J.W., 1996 – Elevation of lactoferrin gene expression in developing, ductal, resting and regressing parenchyma epithelium of the ruminant mammary gland. Journal of Dairy Science 79, 1198-1208.
  • MOORE S. A., ANDERSON B. F., GROOM C. R., HARIDAS M., BAKER E. N., 1997 – Threedimensional structure of bovine lactoferrin at 2.8 Ĺ resolution. Journal of Molecular Biology 274,222-236.
  • NAKAIMA K., NAKAMURA M., GAO X., KOZAKAI T., KEI-ICHI, 2008 – Possible involvement of prolactin in the synthesis of lactoferrin in bovine mammary epithelial cells. Bioscience,Biotechnology and Biochemistry 72, 1103-1106.
  • NONNECKE B. J., SMITH K. L., 1984 – Inhibition of mastitic bacteria by bovine milk apo-lactoferrin evaluated by in vitro microassay of bacterial growth. Journal of Dairy Science 67, 606-613.
  • O‘HALLORAN F.B., BAHAR B., BUCKLEY F., O’SULLIVAN O., SWEENEY T., GIBLIN L.,2009 – Characterization of single nucleotide polymorphisms identified in the bovine lactoferrin gene sequences across a range of dairy cow breeds. Biochimie 91, 68-75.
  • ORSI N., 2004 – The antimicrobial activity of lactoferrin: Current status and perspectives. Biometals 17, 189-196.
  • PAN Y., LEE A., WAN J., COVENTRY M. J., MICHALSKI W.P., SHIELL B., ROGINSKI H., 2006 – Antivirial properties of milk proteins and peptides. International Dairy Journal 16, 1252-1262.
  • PAN Y., SHIELL B., COVENTRY M.J., ROGINSKI H., LEE A., MICHALSKI W.P., 2007 – The molecular characterization and antimicrobial activity of amidated bovine lactoferrin. International Dairy Journal 17, 606-616.
  • PFAFFL M.W., WITTMAN S.L., MEYER H.H.D., BRUCKMAIER R. M., 2003 – Gene expression of immunologically important factors in blood cells, milk cells and mammary tissue of cows. Journal of Dairy Science 86, 538-545.
  • RUPP R., BOICHARD D., 2003 – Genetics of udder health in dairy ruminants.Veterinary Research 34, 671-688.
  • SCHANBACHER F.L., GOODMAN R.E., TALHOUK R.S., 1993 – Bovine mammary lactoferrin:implications from messenger ribonucleic acid (mRNA) sequence and regulation contrary to Rother milk proteins. Journal of Dairy Science 76, 3812-3831.
  • SCHWERIN M., SOLINAS TOLDO S., EGGEN A., BRUNNER R., SEYFERT H.M., FRIES R., 1994 – The bovine lactoferrin gene (LTF) maps to chromosome 22 and synthetic group U12.Mammalian Genome 5, 486-489.
  • SENDER G., KORWIN-KOSSAKOWSKA A., GALAL K., PRUSAK B., 2006 – Ocena wpływu polimorfizmu wybranych genów na występowanie mastitis u krów. In Polish. Medycyna Weterynaryjna 62, 563-565.
  • SENDER G., KORWIN-KOSSAKOWSKA A., GRALAK B., 2005 – Wpływ polimorfizmu genu BoLA-DRB3 na występowanie mastitis u krów. In Polish. Medycyna Weterynaryjna 61, 540-542.
  • SENDER G., KORWIN-KOSSAKOWSKA A., STĘPIŃSKA U., 2003 – Wykorzystanie markerów genetycznych w programie zwalczania mastitis. In Polish. Medycyna Weterynaryjna 59, 853-856.
  • SEYFERT H.M., TUCKORICZ A., INTERTAHL H., KOCZAN D., HOBOM G., 1994 – Structure of the bovine lactoferrin-encoding gene and its promoter. Gene 143, 265-269.
  • SEYFERT H.M., HENKE M., INTERTHAL H., KLUSSMANN U., KOCZAN D., NATOUR S.,PUSCH W., SENFT B., STEINHOFF U. M., TUCKORICZ A., HOBOM G., 1996 – Defining candidate genes for mastitis resistance in cattle: the role of lactoferrin and lyzozyme. Journal of Animal Breeding and Genetics 113, 269-276.
  • SINGH P.K., PARSEK M.R., GREENBERG E.P., WELSH M.J., 2002 – A component of innate immunity prevents bacterial film development. Nature 417(6888), 552-555.
  • SMITH K.L., CONRAD H.R. PORTER R.M., 1971 – Lactoferrin and IgG immunoglobulins from involuted bovine mammary gland. Journal of Dairy Science 54, 1427-35.
  • TENG C. T., 2002 – Lactoferrin gene expression and regulation: an overview. Biochemistry and Cell Biology 80, 7-16.
  • TENG C. T., 2006 – Factors regulating lactoferrin gene expression. Biochemistry and Cell Biology 84, 263-267.
  • TSUDA H., SEKINE K., USHIDA Y., KUHARA T., TAKASUKA N., IIGO M., HAM B.S., MOORE M.A., 2000 – Milk and dairy products in cancer prevention: focus on bovine lactoferrin. Mutation Research 462, 227-233.
  • VELLIYAGOUNDER K., KAPLAN J.B., FURGANG D., LEGARD A.D., DIAMOND G., PARKIN R., FINE D.H., 2003 – One of two human lactoferrin variants exhibits increased antibacterial and transcriptional activation activities and is associated with localized juvenile periodontitis. Infection and Immunity 71(11), 6141-6147.
  • WAKABAYASHI H., YAMAUCHI K., TAKASE M., 2006 – Lactoferrin research, technology and applications. International Dairy Journal 16, 1241-1251.
  • WELTY F.K., LARRY SMITH K., SCHANBACHER F.L., 1976 – Lactoferrin concentration during involution of the bovine mammary gland. Journal of Dairy Science 59, 224-231.
  • WOJDAK-MAKSYMIEC K., KMIEC M., ZIEMAK J., 2006 – Associations between bosine lactoferrin gene polymorphism and somatic cell count in milk. Veterinary Medicine 51, 14-20.
  • YOO Y. CH., WATANABE S., WATANABE R. , HATA K., SHIMAZAKI K., AZUMA I., 1997 – Bovine lactoferrin and lactoferricin, a peptide derived from bovine lactoferrin, inhibit tumor metastasis in mice. Cancer Science 88, 184-190.
  • ZHANG J.X., ZHANG S.F., WANG T.D., GUO X.J., HU R.L., 2007 – Mammary gland expression of antibacterial peptide genes to inhibit bacterial pathogens causing mastitis. Journal of Dairy Science 90, 5218-5225.
  • ZHENG J., ATHER J.L., SONSTEGARD T.S., KERR D.E., 2005 – Characterization of the infectionresponsive bovine lactoferrin promoter. Gene 353, 107-117.
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikatory
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.agro-0657a05e-e321-44bd-b558-c8d80f8f87e1
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.