Studies on the expression and evolution of the glycogen phosphorylase gene family in the rat (original) (raw)

1988. Studies on the expression and evolution of the glycogen phosphorylase gene family in the rat. Genome, 30: 582-590. Muscle, liver, and brain glycogen phosphorylases in mammals comprise a family of closely related isozymes that are differentially expressed in a wide variety of cell types. Towards obtaining a better understanding of the mechanisms governing the tissue-specific control of expression of this isozyme family, we used an antibody generated against bovine liver phosphorylase to obtain quantitative estimates of the concentrations of the three isozymes in rat tissues by Western blot analysis. This analysis indicated that expression of these isozymes at the protein level, although widespread, was tissue-specific and each isozyme exhibited variations in expression throughout the tissues where it was produced. We also began a preliminary analysis of the evolution of the genes encoding these three isozymes. Towards this end, we isolated and sequenced a partial cDNA to the rat brain isozyme that encompassed the coding region from amino acids 569 to 729. Using known phosphorylase gene sequences, we reconstructed a phylogeny spanning three kingdoms. This phylogeny indicated that brain and muscle isozymes are more closely related to each other than to the liver isozyme and that gene duplications that gave rise to the family predate the mammalian radiation. Differences in the relative rates of change of the three isozymes were observed and this may reflect different constraints on their evolution perhaps related to their functional roles and (or) tissue-specific expression. , et GOLDING, G. B. 1988. Studies on the expression and evolution of the glycogen phosphorylase gene family in the rat. Genome, 30 : 582-590. Chez les mammifires, les phosphorylases du glycogkne des muscles, du foie et du cerveau, reprksentent une famille d'isozymes Ctroitement relikes qui s'expriment differemment chez une grande variCtC de types cellulaires. Pour arriver a mieux comprendre les mecanismes qui gouvernent le contr6le de l'expression spkcifique aux tissus, un anticorps produit contre la phosphorylase du foie de boeuf a servi a Ctablir des estimes quantitatifs des concentrations de trois isozymes de tissus de rats, par analyse de buvardages de type Western. Cette analyse a rCvC1C que l'expression de ces isozymes au niveau protkique, bien qu'etendue, Ctait spCcifique aux tissus et que chaque isozyme presentait des variations d'expression dans les tissus oh elles Ctaient produites. Une analyse preliminaire sur 1'Cvolution des gknes qui codent pour ces trois isozymes a aussi CtC amorcCe. Dans ce but, de 1'ADNc partiel du,cerveau du rat, reliC a l'isozyme et qui couvre la region codante depuis les acides aminCs 569 a 729, a CtC isole et sCquencC. A l'aide de sCquences connues des gknes de la phosphorylase, une phylogCnie englobant les trois royaumes tissulaires a CtC reconstituke. Ainsi, la phylogCnie rCvkle que les isozymes des muscles et du cerveau sont plus Ctroitement relikes entre elles qu'avec l'isozyme du foie et que la duplication des gknes qui fut a l'origine de cette famille est survenue avant la radiation des mammifires. Des diffkrences dans les taux relatifs de changements chez ces trois isozymes ont CtC observCes et celles-ci peuvent rCflCter diffkrentes contraintes face a leur Cvolution, possiblement en rapport avec leur r6le fonctionnel et (ou) leur expression spkcifique aux tissus.