1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Генетика
  4. T. 55, № 6, 2019

Генетика, 2019, T. 55, № 6, стр. 720-722

Частоты аллелей замен в генах CCK и CCK2R у некоторых пород крупного рогатого скота российской селекции

Е. А. Климов 1, 2, *, О. И. Рудько 2, Ю. А. Столповский 3

1 Центр экспериментальной эмбриологии и репродуктивных биотехнологий Российской академии наук
127422 Москва, Россия

2 Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, кафедра генетики, кафедра высшей нервной деятельности
119234 Москва, Россия

3 Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук
119991 Москва, Россия

* E-mail: klimov_eugeney@mail.ru

Поступила в редакцию 07.08.2018
После доработки 14.09.2018
Принята к публикации 24.09.2018

Полный текст (PDF)

Аннотация

Выявлены частоты аллелей трех замен в генах CCK (rs42891945 и rs42891946) и CCKBR (rs42670352) у трех пород российской селекции, различающихся по продуктивности: голштинской (молочная), бестужевской (мясо-молочная) и калмыцкой (мясная). Наиболее перспективной для дальнейших ассоциативных исследований является замена rs42670352 в гене CCKBR.

Ключевые слова: крупный рогатый скот, CCK, CCK2R, частоты аллелей.

Несмотря на большое количество уже охарактеризованных ДНК-маркеров продуктивности крупного рогатого скота (КРС) [1] и активное использование маркер-ориентированной и геномной селекций [2, 3], поиск новых ДНК-маркеров продуктивности остается актуальной задачей. В этом плане ДНК-маркеры, ассоциированные с регуляцией пищевого поведения (ПП) и функций желудочно-кишечного тракта (ЖКТ), представляют несомненный интерес. Регуляция ПП и функций ЖКТ–сложный и многоступенчатый процесс, наиболее хорошо изученный у человека и модельных животных [4, 5], но мало изученный у КРС. Особая роль в регуляции ПП принадлежит нейроэндокринным пептидам [6]. Одним из наиболее важных и хорошо изученных нейроэндокринных пептидов является холецистокинин-8 (ХЦК-8, cholecystokinin-8, CCK-8) [7]. Между тем, всего в двух работах упоминаются полиморфные варианты генов, кодирующих препрохолецистокинин (CCK) [8] и его рецептор (CCKBR) [9].

Целью данной работы был анализ частот аллелей двух замен в гене CCK и одной замены в гене CCKBR у трех разводимых в России пород КРС.

В работе использован 381 образец тотальной ДНК, выделенной из цельной крови животных следующих пород: голштинская (молочная, n = 201), бестужевская (мясо-молочная, n = 88) и калмыцкая (мясная, n = 92).

Исследованные замены были отобраны исходя из их функционального значения с использованием сервиса Genomatix (http://www.genomatix.de/).

Для проведения генотипирования животных методом ПЦР-ПДРФ использовались наборы реагентов Diatom™ Prep200 для выделения ДНК из цельной крови и GenePakTM PCR Core для проведения ПЦР (ООО “Лаборатория Изоген”, Россия). Рестрикционный анализ продуктов ПЦР проводили с использованием эндонуклеаз рестрикции FauI (ген CCKBR) и FokI (ген CCK, обе замены) (Fermentas, Литва). Анализ продуктов ПЦР-ПДРФ проводили в 2%-ном агарозном геле. Функции замен дополнительно анализировали с использованием VEP tool [10] и PROVEAN tool [11]. Частоты замен сравнивали с использованием критерия Пирсона (χ2-тест) (табл. 1).

Таблица 1.  

Характеристика праймеров, использованных в работе

Ген, замена Последовательность праймеров Тотжига, °C Размер продуктов рестрикции, пн
CCKBRA/C (rs42670352) F: AGGGGCGGGACATAAAGTG
R: CGCAGACATCTCCAATGCAG 		57 A = 173 + 29
C = 98 + 75 + 29
CCKC/T (rs42891945) F: GTCAGGCCTGGAGACAGAAG
R: GCGCAGCCGATGCCTC 		58 C = 128 + 76
T = 106 + 76 + 22
CCKA/G (rs42891946) F: ATAGATTGAGGTGGCTGCTGGGAG
R: CTGAAGACGGGGAGCTTCGC 		64 A = 101 + 68
G = 169

Полученные нами частоты аллелей генов CCKBR и CCK представлены в табл. 2.

Таблица 2.  

Частоты встречаемости аллелей генов CCKBR и CCK

Ген, замена Аллели Частота аллелей База данных*
бестужевская
(n = 88) 		калмыцкая
(n = 92) 		голштинская
(n = 201)
P ± S(p) P ± S(p) P ± S(p) P
CCKBR
rs42670352 		A 1.000 0.650 ± 0.076 0.647 ± 0.045 0.562
C 0.000 0.350 ± 0.076 0.353 ± 0.045 0.438
CCK
rs42891945 		C 0.980 ± 0.021 1.000 0.990 ± 0.009 0.938
T 0.020 ± 0.021 0.000 0.010 ± 0.009 0.062
CCK
rs42891946 		A 0.950 ± 0.033 0.898 ± 0.046 0.871 ± 0.032 0.750
G 0.050 ± 0.033 0.102 ± 0.046 0.129 ± 0.032 0.250

Примечание. n – объем выборки, Р – частота аллеля, S(p) – стандартная ошибка, * – по данным NextGen Project (иранская популяция).

Синонимичная замена A/C (rs42670352) в пятом экзоне гена CCKBR по всей видимости не влияет на функцию белка. Однако данная замена отсутствует у животных бестужевской породы. Частоты аллелей у калмыцкой и голштинской пород одинаковы и достоверно отличаются от представленных в базе данных (p < 0.001). В литературе частоты данной замены у пород мясного направления значимо отличаются от полученных нами и представленных в базе данных (C = 0.04) [9].

Полиморфный вариант C/T (rs42891945) во втором экзоне гена CCK приводит к замене валина на метионин в позиции 50 а.к. (p.Met50Val). Замена является нейтральной (PROVEAN score = –0.638). Данная замена отсутствует у животных калмыцкой породы, а содержание минорного аллеля T у бестужевской и голштинской пород незначительное (достоверно отличается от представленных в базе данных (p < 0.001)).

Замена A/G (rs42891946) в 5'-регуляторной области гена CCK приводит к потере сайтов связывания транскрипционных факторов ZNF143 и YY1, что может приводить к ослаблению функции промотора гена (по данным сервиса Genomatix). Данная замена присутствует у животных всех трех пород (табл. 2). Частоты аллелей у животных пород калмыцкая и голштинская не различаются, но достоверно отличаются от частот аллелей у животных бестужевской породы (p < 0.001). Частота аллеля G гена CCK у отечественных пород достоверно ниже представленных в базе данных частот (p < 0.001).

Наиболее интересной с точки зрения дальнейших ассоциативных исследований является замена rs42670352 в гене CCKBR. Этот J ген упоминается в литературе как ассоциированный с параметрами мясной продуктивности. Минорный аллель G замены rs42670352 ассоциирован со снижением ежедневного потребления сухого вещества (p = = 0.011) и снижением остаточного потребления корма (p = 0.024) [9]. Возможно, данная замена влияет на такие процессы, как эффективность трансляции (уровень сродства кодона транспортной РНК, скорость прохождения мРНК через рибосому и т.д.) или время жизни мРНК. Выяснение этого вопроса требует дальнейших исследований.

Таким образом, нами впервые определены частоты аллелей генов CCK (rs42891945 и rs42891946) и CCKBR (rs42670352) у трех пород российской селекции, различающихся между собой по продуктивности: голштинской (молочная), бестужевской (мясо-молочная) и калмыцкой (мясная). У всех исследованных пород нет статистически значимых различий между наблюдаемой и ожидаемой гетерозиготностью (χ2 < 0.07).

Авторы заявляют, что у них нет конфликта интересов.

Список литературы

  1. Юдин Н.С., Воевода М.И. Молекулярно-генетические маркеры экономически важных признаков у молочного скота // Генетика. 2015. Т. 51. № 5. С. 600–612.

  2. Abd El-Hack M.E., Abdelnour S.A., Swelum A.A., Arif M. The application of gene marker-assisted selection and proteomics for the best meat quality criteria and body measurements in Qinchuan cattle breed // Mol. Biol. Rep. 2018. V. 45. № 5. P. 1445–1456.

  3. Weller J.I., Ezra E., Ron M. Invited review: A perspective on the future of genomic selection in dairy cattle // J. Dairy Sci. 2017. V. 100. № 11. P. 8633–8644.

  4. Furness J.B., Rivera L.R., Cho H.J. et al. B. The gut as a sensory organ // Nat. Rev. Gastroenterol. Hepatol. 2013. V. 10. № 12. P. 729–740.

  5. Prinz P., Stengel A. Control of food intake by gastrointestinal peptides: mechanisms of action and possible modulation in the treatment of obesity // J. Neurogastroenterol. Motil. 2017. V. 23. № 2. P. 180–196.

  6. Sobrino Crespo C., Perianes Cachero A., Puebla Jimenez L. et al. Peptides and food intake // Front. Endocrinol. (Lausanne). 2014. V. 5. Article 58. P. 1–13.

  7. Owyang C., Heldsinger A. Vagal control of satiety and hormonal regulation of appetite // J. Neurogastroenterol. Motil. 2011. V. 17. № 4. P. 338–348.

  8. Dias M.M., Canovas A., Mantilla-Rojas C. et al. SNP detection using RNA-sequences of candidate genes associated with puberty in cattle // Genet. Mol. Res. 2017. V. 16. № 1. P. 1–17.

  9. Abo-Ismail M.K., Kelly M.J., Squires E.J. et al. Identification of single nucleotide polymorphisms in genes involved in digestive and metabolic processes associated with feed efficiency and performance traits in beef cattle // J. Anim. Sci. 2013. V. 91. № 6. P. 2512–2529.

  10. McLaren W., Pritchard B., Rios D. et al. Deriving the consequences of genomic variants with the Ensembl API and SNP Effect Predictor // Bioinformatics. 2010. V. 26. № 16. P. 2069–2070.

  11. Choi Y., Sims G.E., Murphy S. et al. Predicting the functional effect of amino acid substitutions and indels // PLoS One. 2012. V. 7. № 10. P. e46688.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Генетика

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал