Полногеномный поиск генов-кандидатов, ассоциированных с показателем «глубина груди» у овец Северокавказской мясо-шерстной породы | Вестник Томского государственного университета. Биология. 2024. № 68. DOI: 10.17223/19988591/68/7

Полногеномный поиск генов-кандидатов, ассоциированных с показателем «глубина груди» у овец Северокавказской мясо-шерстной породы

Одним из современных и наиболее эффективных методов поиска полиморфизмов и генов, связанных с хозяйственно значимыми признаками, является полногеномный поиск ассоциаций (GWAS Genome-Wide Association Study). GWAS помогает определить те гены, на которые следует обратить внимание в дальнейших исследованиях и, в результате, подтвердить или опровергнуть их влияние на продуктивные качества с использованием других методов. В работе представлены данные, полученные при проведении GWAS для показателя «глубина груди» у овец Северокавказской мясо-шерстной породы. Генотипирование животных проведено с использованием ДНК-биочипов Ovine Minium HD BeadChip 600K. Контроль качества генотипирования и GWAS проведены с помощью программного обеспечения PLINK V.1.07. Визуализация и построение графиков выполнены с использованием пакета «QQman» на языке программирования «R». В результате проделанной работы выявлено 14 однонуклеотидных полиморфизмов (SNP Single Nucleotide Polymorphism), преодолевших порог достоверности - log10(p) = 5. Один из полиморфизмов локализован в экзоне, четыре - в интронах, ещё один в upsream-области генов, остальные семь - в межгенных областях. В результате проведённых исследований мы можем предложить 9 новых генов-кандидатов, ассоциированных с глубиной груди овец. Среди них 4 lincRNA гена с пока ещё не известными функциями. Остальные 5 генов кодируют белки: SSBP3, SATB1, SLC44A3, ADGRV1 и MS4A14. При этом ген SLC44A3 в ранее проведенных исследованиях указывался как ассоциированный с продуктивными признаками у овец. Предлагаемые гены-кандидаты выполняют важные функции, однако нужны дальнейшие исследования, которые могли бы установить их влияние на мясную продуктивность овец. Обнаруженные нами SNP могут быть использованы как молекулярные маркеры при генотипировании секвенированием. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Скачать электронную версию публикации

Загружен, раз: 4

Ключевые слова

овцеводство, Северокавказская мясо-шерстная порода, полногеномный поиск ассоциаций, однонуклеотидные замены, GWAS, SNP, гены-кандидаты

Авторы

ФИО	Организация	Дополнительно	E-mail
Зуев Роман Владимирович	Северо-Кавказский федеральный университет	н. с. лаборатории биологической и медицинской информатики медико-биологического факультета	romus00@yandex.ru
Криворучко Александр Юрьевич	Северо-Кавказский федеральный университет; Всероссийский научно-исследовательский институт овцеводства и козоводства, филиал Северо-Кавказского федерального научного аграрного центра	д-р биол. наук, профессор базовой кафедры генетики и селекции медико-биологического факультета; заведующий отделом генетики и биотехнологии	rcvm@yandex.ru
Лиховид Наталья Геннадьевна	Северо-Кавказский федеральный университет	профессор, д-р биол. наук, и.о. заведующего базовой кафедрой генетики и селекции медико-биологического факультета	likhovid@rambler.ru

Всего: 3

Ссылки

Aiello D., Patel K., Lasagna E. The myostatin gene: An overview of mechanisms of action and its relevance to livestock animals // Animal Genet. 2018. Vol. 49, № 6. PP. 505-519.

Osman N.M., Shafey H.I., Abdelhafez M.A. et al. Genetic variations in the Myostatin gene affecting growth traits in sheep // Veterinary World. 2021. Vol. 14, № 2. P. 475.

Sousa-Junior L.P.B., Meira A.N., Azevedo H.C., Muniz E.N., Coutinho L.L., Mourão G.B., Leão A.G., Pedrosa V.B., Pinto L.F.B. Variants in myostatin and MyoD family genes are associated with meat quality traits in Santa Inês sheep // Animal Biotechnol. 2022. Vol. 33, № 2. PP. 201-213.

Nissinen T.A., Hentilä J., Fachada V., Lautaoja J.H., Pasternack A., Ritvos O., Kivelä R., Hulmi J.J. Muscle follistatin gene delivery increases muscle protein synthesis independent of periodical physical inactivity and fasting // The FASEB J. 2021. Vol. 35, № 3. e21387.

Tobar K.M.C., Álvarez D.C.L., Franco L.Á.Á. Genome-wide association studies in sheep from Latin America. Review // Revista Mexicana de Ciencias Pecuarias. 2020. Vol. 11 (3). PP. 859-883.

Benavides M.V., Souza C.J.H., Moraes J.C.F. How efficiently Genome-Wide Association Studies (GWAS) identify prolificity-determining genes in sheep // Genetics and Molecular Research. 2018. Vol. 17 (2). PР. 9-14.

Саприкина Т.Ю. Применение полногеномного поиска ассоциаций (GWAS) в животноводстве (обзор) // Перспективные разработки молодых ученых в области производства и переработки сельскохозяйственной продукции: материалы Всероссийской (национальной) научно-практической конференции для студентов, аспирантов и молодых ученых (Ставрополь, 3 декабря 2020 г.). Ставрополь: Изд-во Ставропольского ГАУ, 2020. С. 320-325.

Guðmundsdóttir ÓÓ. Genome-wide association study of muscle traits in Icelandic sheep. Hvanneyri: Agricultural University of Island, 2015. 76 р.

Rochus C.M., Tortereau F., Plisson-Petit F., Restoux G., Moreno-Romieux C., Tosser-Klopp G., Servin B. Revealing the selection history of adaptive loci using genome-wide scans for selection: An example from domestic sheep // BMC Genomics. 2018. Vol. 19, № 1. PP. 1-17.

Xu S.S., Ren X., Yang G.L., Xie X.L., Zhao Y.X., Zhang M., Shen Z.Q., Ren Y.L., Gao L., Shen M., Kantanen J., Li M.H. Genome-wide association analysis identifies the genetic basis of fat deposition in the tails of sheep (Ovis aries) // Animal genetics. 2017. Vol. 48 (5). PP. 560-569.

Gebreselassie G., Berihulay H., Jiang L., Ma Y. Review on Genomic Regions and Candidate Genes Associated with Economically Important Production and Reproduction Traits in Sheep (Ovis aries) // Animals. 2019. Vol. 10, № 1. PP. 33.

Яцык О.А. Сравнительная оценка показателей мясной продуктивности мериносовых овец российских пород // Вестник Курганской ГСХА. 2017. № 3 (23). С. 58-60.

Омаров А.А. Продуктивные показатели овец Северокавказской мясо-шерстной породы и их взаимосвязь с основными селекционируемыми признаками // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2021. № 2 (196). C. 66-72.

Shirzeyli F.H., Lavvaf A., Asadi A. Estimation of body weight from body measurements in four breeds of Iranian sheep // Songklanakarin J. Sci. Technol. 2013. Vol. 35, № 5. PP. 507-511.

Абонеев В.В., Квитко Ю.Д., Селькин И.И. Методика оценки мясной продуктивности овец. Ставрополь: СНИИЖК, 2009. 34 с.

Purcell S., Neale B., Todd-Brown K. PLINK: a tool set for whole-genome association and population-based linkage analyses // American Journal of Human Genetics. 2007. Vol. 81. PP. 559-575.

Deniz E., Erman B. Long noncoding RNA (lincRNA), a new paradigm in gene expression control // Functional & integrative genomics. 2017. Vol. 17. PP. 135-143.

Yan X., Ma L., Yang M. Identification and characterization of long non-coding RNA (lncRNA) in the developing seeds of Jatropha curcas // Scientific reports. 2020. Vol. 10. Art. no. 10395.

Kurihara M., Otsuka K., Matsubara S., Shiraishi A., Satake H., Kimura A.P. A Testis-Specific Long Non-Coding RNA, lncRNA-Tcam1, Regulates Immune-Related Genes in Mouse Male Germ Cells // Frontiers in endocrinology. 2017. Vol. 8. Art. no. 299.

Bakhtiarizadeh M.R., Salami S.A. Identification and Expression Analysis of Long Noncoding RNAs in Fat-Tail of Sheep Breeds // G3 (Bethesda, Md.). 2019. Vol. 9, № 4. PP. 1263-1276.

Ren C., Deng M., Fan Y., Yang H., Zhang G., Feng X., Li F., Wang D., Wang F., Zhang Y. Genome-Wide Analysis Reveals Extensive Changes in LncRNAs during Skeletal Muscle Development in Hu Sheep // Genes. 2017. Vol. 8, № 8. 191.

Jiang Y., Xie M., Chen W., Talbot R., Maddox J.F., Faraut T., Wu C., Muzny D.M., Li Y., Zhang W., Stanton J.A., Brauning R., Barris W.C., Hourlier T., Aken B.L., Searle S.M.J., Adelson D.L., Bian C., Cam G.R., Chen Y., Cheng S., DeSilva U., Dixen K., Dong Y., Fan G., Franklin I.R., Fu S., Guan R., Highland M.A. et al. The sheep genome illuminates biology of the rumen and lipid metabolism // Science. 2014. Vol. 344 (6188). PP. 1168-1173.

Kakugawa K., Kojo S., Tanaka H., Seo W., Endo T.A., Kitagawa Y., Muroi S., Tenno M., Yasmin N., Kohwi Y., Sakaguchi S., Kowhi-Shigematsu T., Taniuchi I. Essential Roles of SATB1 in Specifying T Lymphocyte Subsets // Cell reports. 2017. Vol. 19, № 6. PP. 11761188.

Huang B., Xiong F., Wang S., Lang X., Wang X., Zhou H. Effect of SATB1 silencing on the proliferation, invasion and apoptosis of TE-1 esophageal cancer cells // Oncology letters. 2017. Vol. 13, № 5. PP. 2915-2920.

Wu D., Zeng L., Liu F., Zhong Q., Zhang D., Cai C., Zhang W., Wu L., Chen H. Special AT-rich DNA-binding protein-1 expression is associated with liver cancer metastasis // Oncology letters. 2016. Vol. 12, № 6. PP. 4377-4384.

Toren E., Kepple J.D., Coutinho K.V., Poole S.O., Deeba I.M., Pierre T.H., Liu Y., Bethea M.M., Hunter C.S. The SSBP3 co-regulator is required for glucose homeostasis, pancreatic islet architecture, and beta-cell identity // Molecular Metabolism. 2023. Vol. 76. 101785.

Vaz-Drago R., Custodio N., Carmo-Fonseca M. Deep intronic mutations and human disease // Human genetics. 2017. Vol. 136. PP. 1093-1111.

Zhang S., Liu Y., Chen J., Shu H., Shen S., Li Y., Lu X., Cao X., Dong L., Shi J., Cao Y., Wang X., Zhou J., Liu Y., Chen L., Fan J., Ding G., Gao Q. Autoantibody signature in hepatocellular carcinoma using seromics // Journal of hematology & oncology. 2020. Vol. 13, № 1. P. 85.

Luo H., Ma C., Shao J., Cao J. Prognostic Implications of Novel Ten-Gene Signature in Uveal Melanoma // Frontiers in oncology. 2020. Vol. 10. 567512.

Hartiala J.A., Han Y., Jia Q., Hilser J.R., Huang P., Gukasyan J., Schwartzman W.S., Cai Z., Biswas S., Trégouët D.A., Smith N.L., Seldin M., Pan C., Mehrabian M., Lusis A.J., Bazeley P., Sun Y.V., Liu C., Quyyumi A.A., Scholz M., Thiery J., Delgado G.E., Kleber M.E., März W. et al. Genome-wide analysis identifies novel susceptibility loci for myocardial infarction // European heart journal. 2021. Vol. 42, № 9. PP. 919-933.

Linnert J., Guler B.E., Krzysko J., Wolfrum U. The adhesion G protein-coupled receptor VLGR1/ADGRV1 controls autophagy // Basic & clinical pharmacology & toxicology. 2023. Vol. 133, № 4. PP. 313-330.

Yan W., Long P., Chen T., Liu W., Yao L., Ren Z., Li X., Wang J., Xue J., Tao Y., Zhang L., Zhang Z. A Natural Occurring Mouse Model with Adgrv 1 Mutation of U sher Syndrome 2C and Characterization of its Recombinant Inbred Strains // Cellular physiology and biochemistry: international journal of experimental cellular physiology, biochemistry, and pharmacology. 2018. Vol. 47, № 5. PP. 1883-1897.

Faletra F., Morgan A., Ghiselli S., Murru F.M., Girotto G. Hearing loss and brain abnor malities due to pathogenic mutations in ADGRV1 gene: a case report // Hearing, Balance and Communication. 2020. Vol. 18, № 3. Pp. 196-198.

Nazari-Ghadikolaei A., Mehrabani-Yeganeh H., Miarei-Aashtiani S.R., Staiger E.A., Rashidi A., Huson H.J. Genome-Wide Association Studies Identify Candidate Genes for Coat Color and Mohair Traits in the Iranian Markhoz Goat // Frontiers in genetics. 2018. Vol. 9. P. 105.

Silva-Gomes R., Mapelli S.N., Boutet M.A., Mattiola I., Sironi M., Grizzi F., Colombo F., Supino D., Carnevale S., Pasqualini F., Stravalaci M., Porte R., Gianatti A., Pitzalis C., Locati M., Oliveira M.J., Bottazzi B., Mantovani A. Differential expression and regulation of MS4A family members in myeloid cells in physiological and pathological conditions // Journal of Leukocyte Biology. 2022. Vol. 111. № 4. PP. 817-836.