Особенности метаболизма оксида азота в эмбрионах разных видов птиц как генетически обусловленный признак, связанный с мясной продуктивностью

Автор: Титов В.Ю., Долгорукова А.М., Кочиш И.И., Мясникова О.В., Никонов И.Н.

Журнал: Сельскохозяйственная биология @agrobiology

Рубрика: Эмбриогенез и постэмбриональное развитие

Статья в выпуске: 2 т.57, 2022 года.

Бесплатный доступ

В настоящее время в научной литературе широко обсуждается роль оксида азота (NO) в эмбриогенезе, в частности в миогенезе. Ранее мы отмечали, что основная часть оксида азота, синтезируемого в птичьем эмбрионе, может накапливаться в тканях в составе так называемых соединений - доноров NO либо окисляться до нитрата. Степень этого окисления коррелирует с мясной продуктивностью взрослых особей. В настоящем сообщении показано, что в эмбрионах бройлеров NO окисляется до нитрата на 90 % и более, тогда как в эмбрионах яичных пород окисление NO незначительное. То есть степень окисления NO определяется особенностями тканей эмбриона, а не NO определяет такие особенности, как считалось до сих пор. Следовательно, степень окисления NO в эмбриогенезе - показатель, связанный со свойствами тканей, коррелирующими с мясной продуктивностью. Так как этот признак наследуется, можно предположить, что он детерминирован генетически. Цель представляемой работы - охарактеризовать проявление и наследование интенсивности окисления оксида азота и связанных с этим физиологических особенностей эмбрионов у птиц разных видов. Эксперименты проводили в условиях вивария (ФГБУ СГЦ «Загорское», ЭПХ ВНИТИП, г. Сергиев Посад, Московская обл., 2015-2021 годы). Было показано, что у птицы разных пород, характеризующихся одинаковой степенью окисления NO, живая масса может различаться в разы. Особенно это проявляется у кур. Доля окисленного NO в эмбрионе оказалась выше у линий, пород и кроссов, полученных в результате селекции на повышение мясной продуктивности. Так, в эмбрионах бройлеров и мясных перепелов к 7-м сут окисляется более 90 % эмбрионального NO, у яичных форм окисление было незначительным (несколько процентов), большинство мясояичных форм занимали по этому показателю промежуточное положение. Анализ наследования в поколении F1 на примерах нескольких видов птиц позволяет предположить, что этот признак формируется вследствие экспрессии различных генов, которые могут как способствовать, так и противодействовать его проявлению. Окисление NO до нитрата в эмбрионах как мясных, так и яичных форм может быть индуцировано светом в начале инкубации. У эмбрионов яичных форм под действием света доля окисленного NO может повыситься до 60 %. Следовательно, существует возможность окисления NO в эмбрионах как мясных, так и яичных форм. Наследуется, по-видимому, механизм активации этого процесса, который может быть также частично индуцирован при помощи сторонних факторов (света). Дальнейший анализ наследования интенсивности окисления эмбрионального NO в ряду поколений покажет, какие гены ассоциированы с интенсивностью окисления NO, что позволит использовать этот показатель как высокочувствительный маркер для соответствующих генов.

Еще

Оксид азота, доноры no, окисление no, наследование признака, нитрат, миогенез, куры, перепела, цесарки, страусы

Короткий адрес: https://sciup.org/142235676

IDR: 142235676   |   DOI: 10.15389/agrobiology.2022.2.343rus

Список литературы Особенности метаболизма оксида азота в эмбрионах разных видов птиц как генетически обусловленный признак, связанный с мясной продуктивностью

  • Li Y., Wang Y., Willems E., Willemsen H., Franssens L., Buyse J., Decuypere E., Everaert N. In ovo L-arginine supplementation stimulates myoblast differentiation but negatively affects muscle development of broiler chicken after hatching. Journal of Animal Physiology and Animal Nutrition, 2016, 100: 167-77 (doi: 10.1111/jpn.12299).
  • Tirone M., Conti V., Manenti F., Nicolosi P., D’Orlando C., Azzoni E., Brunelli S. Nitric oxide donor molsidomine positively modulates myogenic differentiation of embryonic endothelial progenitors. PLoS ONE,2016, 11(10): e0164893 (doi: 10.1371/journal.pone.0164893).
  • Long J., Lira V., Soltow Q., Betters J., Sellman J., Criswell D. Arginine supplementation induces myoblast fusion via augmentation of nitric oxide production. J. Muscle Res. Cell Motil., 2006, 27: 577-584 (doi: 10.1007/s10974-006-9078-1).
  • Stamler J., Meissner G. Physiology of nitric oxide in skeletal muscle. Physiol. Rev., 2001, 81: 209-237 (doi: 10.1152/physrev.2001.81.1.209).
  • Ulibarri J., Mozdziak P., Schultz E., Cook C., Best T. Nitric oxide donors, sodium nitroprusside and S-nitroso-N-acetylpencillamine, stimulate myoblast proliferation in vitro. In Vitro Cell Dev. Biol. Anim., 1999, 35(4): 215-218 (doi: 10.1007/s11626-999-0029-1).
  • Anderson J.E. A role for nitric oxide in muscle repair: nitric oxide-mediated activation of muscle satellite cells. Molecular Biology of the Cell, 2000, 11: 1859-1874 (doi: 10.1091/mbc.11.5.1859).
  • Severina I., Bussygina O., Pyatakova N., Malenkova I., Vanin A. Activation of soluble guanylate cyclase by NO donors-S-nitrosothiols, and dinitrosyl-iron complexes with thiol-containing ligands. Nitric Oxide,2003, 8: 155-163 (doi: 10.1016/s1089-8603(03)00002-8).
  • Stalmer J., Singel D., Loscalzo J. Biochemistry of nitric oxide and its redox-activated forms Science,1992, 258:1898-1902 (doi: 10.1126/science.1281928).
  • Rossig L., Fichtlscherer B., Breitschopf K., Haendeler J., Zeiher A., Mulsch A., Dimmeler S. Nitric oxide inhibits caspase-3 by S-nitrosation in vivo J. Biol. Chem.,1999,274(11): 6823-6826 (doi: 10.1074/jbc.274.11.6823).
  • Dimmeler S., Haendeler J., Nehls, M., Zeiher A. Suppression of apoptosis by nitric oxide via inhibition of interleukin-1beta-converting enzyme (ICE)-like and cysteine protease protein (CPP)-32-like proteases. J. Exp. Med.,1997, 85(4): 601-607 (doi: 10.1084/jem.185.4.601).
  • Kim Y.-M., Chung H.-T., Simmons R., Billiar T. Cellular non-heme iron content is a determinant of nitric oxide-mediated apoptosis, necrosis, and caspase inhibition. J. Biol. Chem., 2000, 275(15): 10954-10961 (doi: 10.1074/jbc.275.15.10954).
  • Vasudevan D., Bovee R., Tomas D. Nitric oxide, the new architect of epigenetic landscapes. Nitric Oxide,2016, 59: 54-62 (doi: 10.1016/j.niox.2016.08.002).
  • Socco S., Bovee R., Palczewski M., Hickok J. Epigenetics: the third pillar of nitric oxide signaling. Pharmacological Research, 2017, 121: 52-58 (doi: 10.1016/j.phrs.2017.04.011).
  • Vanin A., Borodulin R., Mikoyan V. Dinitrosyl iron complexes with natural thiol-containing ligands in aqueous solutions: synthesis and some physico-chemical characteristics (A methodological review). Nitric Oxide, 2017, 66: 1-9 (doi: 10.1016/j.niox.2017.02.005).
  • Vanin A. Dinitrosyl iron complexes with thiol-containing ligands as a “working form” of endogenous nitric oxide. Nitric Oxide, 2016, 54: 15-29 (doi: 10.1016/j.niox.2016.01.006).
  • Hickok J.R., Sahni S., Shen H., Arvind A., Antoniou C., Fung L.W., Thomas D. Dinitrosyliron complexes are the most abundant nitric oxide-derived cellular adduct: biological parameters of assembly and disappearance. Free Radic. Biol. Med., 2011, 51(8): 1558-1566 (doi: 10.1016/j.freeradbiomed.2011.06.030).
  • Titov V.Y., Kosenko O.V., Starkova E.S., Kondratov G.V., Borkhunova E.N., Petrov V.A., Osipov A.N. Enzymatic sensor detects some forms of nitric oxide donors undetectable by other methods in living tissues. Bull. Exp. Biol. Med., 2016, 162(1): 107-110 (doi: 10.1007/s10517-016-3557-1).
  • Titov V.Yu., Dolgorukova A.M., Fisinin V.I., Borkhunova Ye.N., Kondratov G.V., Slesarenko N.A., Kochish I.I. The role of nitric oxide (NO) in the body growth rate of birds. World’s Poultry Science Journal, 2018, 74(4): 675-686 (doi: 10.1017/S0043933918000661).
  • Titov V.Yu., Vinnikova E.Z., Akimova N.S., Fisinin V.I. Nitric oxide (NO) in bird embryogenesis: physiological role and ability of practical use. World’s Poultry Science Journal, 2012, 68(1): 83-95 (doi: 10.1017/S0043933912000098).
  • Dolgorukova A.M., Titov V.Yu., Kochish I.I., Fisinin V.I., Nikonov I.N., Kosenko O.V., Myasnikova O.V. The embryonic metabolism of nitric oxide and its interrelation with postembryonic development in chicken (Gallus gallus domesticus L.) and quals (Coturnix coturnix L.). Sel’skokhozyaistvennaya Biologiya [Agricultural biology], 2020, 55(3): 794-803 (doi: 10.15389/agrobiology.2020.4.794eng).
  • Titov V. The enzymatic technologies open new possibilities for studying nitric oxide (NO) metabolism in living systems. Current Enzyme Inhibition, 2011, 7(1): 56-70 (doi: 10.2174/157340811795713774).
  • Tarpey M.M., Wink D.A., Grisham M.B. Methods for detection of reactive metabolites of oxygen and nitrogen: in vitro and in vivo considerations. Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol., 2004, 286(3): R431-R444 (doi: 10.1152/ajpregu.00361.2003).
  • Ройтер Я.С., Егорова А.В., Варакина Р.И., Шахнова Л.В. Промышленное птицеводство. Характеристика современных пород, линий и кроссов сельскохозяйственной птицы. Сергиев Посад, 2005.
  • Винникова Э.З., Титов В.Ю. Определение фенотипически невыраженных форм страуса. Птицеводство, 2008, 12: 33-34.
  • Archer G. Exposing broiler eggs to green, red and white light during incubation. Animal, 2017, 11(7): 1203-1209 (doi: 10.1017/S1751731117000143).
  • Sobolewska A., Elminowska-Wenda G., Bogucka J., Szpinda M., Walasik K., Bednarczyk M., Paraczewska-Achtel M. Myogenesis — possibilities of its stimulation in chickens. Folia biologica (Kraków),2011,59(3-4): 85-90 (doi: 10.3409/fb59_3-4.85-90).
  • Cazzato D., Assi E., Moscheni C., Brunelli S., De Palma C., Cervia D., Perrotta C., Clementi E. Nitric oxide drives embryonic myogenesis in chicken through the upregulation of myogenic differentiation factors. Experimental Cell Research, 2014, 320: 269-280 (doi: 10.1016/j.yexcr.2013.11.006).
  • Titov V., Osipov A., Ibragimova L., Petrov V., Dolgorukova A.,Oleshkevich А. Hypothetical mechanism of light action on nitric oxide physiological effects. Lasers in Medical Science, 2021, 36(7): 1389-1395 (doi: 10.1007/s10103-020-03169-x).
  • Rozenboim I., El Halawani M., Kashash Y., Piestun Y, Halevy O. The effect of monochromatic photostimulation on growth and development of broiler birds. General and Comparative Endocrinology, 2013, 190: 214-219 (doi: 10.1016/j.ygcen.2013.06.027).
Еще
Статья научная