Полезные маркеры в селекции рысистых лошадей становятся доступными благодаря секвенированию генома

В лаборатории генетики ВНИИ коневодства начали проводить исследования на наличие гена, влияющего на устойчивость на нестандартных аллюрах, а также гена, регулирующего процессы физиологической адаптации к тренингу.

Мутация в гене DMRT3 описана зарубежными исследователями, у рысаков установлена связь между наличием данной мутации и работоспособностью у рысистых лошадей. Ниже приведено описание с сайта института:

«DMRT3 - ген устойчивости на рыси (нестандартных аллюров)

В центральной нервной системе позвоночных за координацию движения отвечает сеть интернейронов, связанных с моторными клетками и оказывающих тормозящее влияние на мышцы-антагонисты. Эта сеть координирует чередование движения левых и правых конечностей, путём активации сгибателей и разгибателей мышц, отвечает за скорость и изменения типа локомоции. Для всех эквидов характерны три естественные походки. В порядке возрастания скорости это – шаг, рысь и галоп.

В 2012 году группой шведских учёных под руководством L.S.Andersson [1], была опубликована статья с результатами исследований нонсенс мутации Ser301Stop, в гене DMRT3 (doublesex and mab-3 related transcription factor 3), локализованного на 23 хромосоме. В результате преждевременной остановки синтеза, кодируется укороченный белок, Лишённый 174 аминокислотных остатков относительно полноразмерной молекулы. В свою очередь, потеря фактора транскрипции приводит к возникновению дефектных нейронов, предположительно, путём подавления дифференцировки клеток. Проведённые исследования показали, что DMRT3 играет важную роль не только для координации правых и левых конечностей, но и отвечает за координацию движения передних и задних конечностей лошадей. Мутация в гене DMRT3 облегчает движение на рыси, но затрудняет переход в галоп. Таким образом, при увеличении скорости движения, носителю мутантного аллеля "А" в гене DMRT3 физиологически удобнее продолжать двигаться рысью, чем осуществить переход в галоп, что делает лошадь устойчивой на рыси.»

Влияние мутации в гене PDK4 описано у чистокровных лошадей, далее также приведено описание с сайта ВНИИ коневодства:

«ГЕН PDK4 (ПИРУВАТ ДЕГИДРОГИНАЗА КИНАЗЫ, ИЗОФОРМА 4)

В серии исследований кандидатных генов скаковой работоспособности E. W. Hill с соавторами идентифицировали однонуклеотидный полиморфизм, ассоциированный с наилучшим фенотипом для скачек, закрепленным в процессе селекции чистокровной верховой породы лошадей. Авторы, связывают данный полиморфизм с функциональными вариантами генов, ответственных за процессы физиологической адаптации, что очень важно для проявления скаковых качеств лошади. В исследовании были использованы образцы биологического материала победителей элитных скачек. Когда все обладатели рекордов были исследованы, то обладатели фенотипов А/А и А/G, PDK4_ 38973231 имели гандикап в 16,2 - 16,6 фунтов перед лошадьми G/G.

Экспрессия PDK4 (pyruvate dehydrogenase kinase, isozyme 4) координируется транскрипционным коактиватором PGC-1? (Wende и др. 2005), который идентифицирован как один из критических факторов, контролирующих адаптацию к физическим упражнениям (Arany 2008). PGC-1? является ключевым регулятором энергетического метаболизма регулирующим чувствительность к инсулину, контролирующему транспорт глюкозы и, опосредованно, ангиогенез (Chinsomboon и др.2009), и координирует митохондриальный биогенез через ядерные гены митохондрий (Scarpulla 2008).

Обмен глюкозы регулируется транспортерами глюкозы, скоростью гликолиза и преобразованием пирувата в ацетил-КоА в митохондриях через каталитическую функцию пируват-дегидрогеназного комплекса(ПДК).

Важным этапом, ограничивающим скорость образования ПДК, является контроль сборки ПДК со стороны Пируват киназы (PDK). ПК блокирует формирование пируват-дегидрогеназного комплекса, что приводит к бэта окислению жирных кислот в ацтил- КоА как субстрата для окислительного фосфорилирования. Окисление жирных кислот является очень важным для синтеза АТФ и контролируется экспрессией гена PDK4 в скелетной мускулатуре во время и после работы (Pilegaard & Neufer 2004).

Применение подходов структурной и функциональной геномики позволяет определить ключевые компоненты молекулярного вклада в результаты спортивных лошадей. Ранее было определено значительное увеличение (+7,4 раза) уровня экспрессии мРНК PDK4 в скелетных мышцах в период восстановления после физических нагрузок. Это наблюдение согласуется с продолжительным ингибированием ПДК для снижения скорости окисления глюкозы и увеличения окисления жирных кислот в митохондриях.

Также авторами было отмечено, что, несмотря на то, что однонуклеотидный

полиморфизм в гене PDK4, описанный в данном исследовании, влияет на уровень экспрессии, он с большой долей вероятности находятся в неравновесном сцеплении с SNP который влияет на экспрессию гена PDK4. Дальнейшие исследования позволят определить функциональный вариант в гене PDK4 связанный с наилучшими достижениями. Тем не менее, уже сейчас эта информация может быть использована для отбора скаковых лошадей генетически потенциально способных показать отличные скаковые результаты».

Конный завод «Агро-Стандарт» провёл исследование всего производящего состава завода на наличие мутации в гене DMRT3, а также частично на наличие мутации в гене PDK4.

Исследованные жеребцы, Куплет и Корифей, оба являются носителями мутантного аллеля "А" в гене DMRT3. Также, из всех исследованных, только жеребец Куплет (С/Т) имеет мутацию в гене PDK4.

Большая часть кобыл маточного состава, а именно 86%, являются носителями мутации в гене DMRT3. Часть из этих кобыл, а именно 11 голов, имеют генотип АА, то есть весь приплод получит от них данную мутацию "в наследство". Среди них Мадера, Романтика ВС, Сербия ВС и другие.

Источник: vk.com

Комментарии: