Новая методика определения мутаций в генах свиней.

В.Н. Трофимов
доктор биологических наук, профессор, зав. кафедрой генетики МГУ Им.Н.П. Огарева

А. Орешин
аспирант, научный сотрудник ООО «ГСИЦ Генология», ГК «Талина»

Сегодня все чаще ведущие агропромышленные компании используют маркерную селекцию. Для них интерес представляют мутантные или аллельные гены в фенотипе сельскохозяйственных животных. Причем акцент делается на конкретные гены, участвующие в формировании определенного признака. Основная стратегия развития свиноводства связана с получением животных с мясом высокого качества и низким содержанием жира. Маркерная селекция отличается от классической селекции тем, что проводит оценку генов в организме молекулярными методами и позволяет исследователю выбрать лучшую комбинацию для скрещивания.

Сотрудники ООО «ГСИЦ Генология» разработали методику определения мутации в гене лептин. Эти данные опробированы на свинокомплексах ГК «Талина». Они позволяют выводить неблагоприятные аллелеи из генофонда стада компании, которое насчитывает более 90 тыс. голов, в рамках имеющихся схем скрещивания.

Использование генетических маркеров локусов количественных признаков сельскохозяйственных животных, и, в частности, свиней, открывает новые перспективы в селекции. Селекция по генотипу имеет ряд преимуществ перед традиционными методами. Она не учитывает изменчивость хозяйственно-полезных признаков, обусловленную внешней средой, делает возможным селекцию в раннем возрасте независимо от пола животных и, в конечном итоге, повышает эффективность.

Анализ и последующее использование маркеров признаков продуктивности представляет большой интерес для селекции свиней. В настоящее время выявлен целый ряд генов-кандидатов и определены их полиморфные варианты, которые могут оказывать прямое или косвенное влияние на развитие признаков продуктивности свиней.

Одним из перспективных генов-кандидатов для оценки эффективности роста и жирности является лептин. Лептин, образуемый преимущественно адипоцитами, выступает как центральный регулятор массы жира в организме посредством подавления аппетита и увеличения расхода энергии через снижение продукции нейропептида-Y в аркуатном ядре гипоталамуса. Торможение пищевого поведения также может быть связано с прямым действием лептина на вкусовые клетки. Лептин также вовлечен в индукцию резистентности к инсулину и может приводить к модификации метаболических эффектов инсулина, осуществляющихся через субстраты инсулинового рецептора. Фактически, лептин может действовать через некоторые компоненты сигнального каскада инсулина, типа IRS-1 и IRS-2, PI-3-киназы и МАР-киназы (митоген-активированной протеинкиназы), и может изменять вызванную инсулином экспрессию генов in vitro и in vivo.

Лептиновые рецепторы расположены в головном мозге главным образом в аркуатном ядре и вентромедиальном гипоталамусе, где находятся центры голода, насыщения и терморегуляции. Лептиновые рецепторы были также обнаружены в периферических тканях: печени, поджелудочной железе, яичниках, эндометрии, трофобласте плаценты.

Ген, кодирующий лептин, называется геном ожирения (ob gene). Ген свиньи расположен в 18 хромосоме, состоит из 3 экзонов и 2 интронов, в строении прослеживается гомология с генами человека и мыши в пределах 80%.

Мутации в гене лептина вызывают нарушение обмена веществ и приводят к накоплению избыточного веса у свиней, характеризуются повышенным отложением липидов в жировой ткани, чрезмерным потреблением пищи, низкой физической активностью, снижением энергетического обмена, нарушением баланса энергии, изменением толщины шпика.

В гене лептина выявлено несколько мутаций, однако при проведении анализа по влиянию мутаций на хозяйственно-полезные признаки, ключевой оказалась замена цитозина на тимин в положении 3469 в 3 экзоне. Полиморфизм имеет четкое фенотипическое проявление, которое характеризуется повышенным накоплением жира в крестцовом отделе позвоночника животных. Для выявления данного полиморфизма проводят ряд молекулярно-генетических анализов, в частности, выделение ДНК из крови животных, затем поведение ПЦР-реакции с использованием специфических праймеров, разработанных сотрудниками ООО «ГСИЦ Генология» на данный полиморфизм. Конечным итогом работы является детекция и анализ результатов при проведении электрофореза в полиакриламидном геле. На электорофореграмме в присутствии маркера длин фрагментов, выявляются рестрикционные фрагменты, которые и соответствуют определенному генотипу животного. Генотип с соответствующей заменой (ТТ) является предпочтительным, поскольку связан с более низким содержанием жира, тогда как генотип СС способствует более быстрому привесу за счет накопления животными жира.

В плане полиморфных маркеров свинья остается недостаточно изученным обьектом. В базе данных dbSNP на январь 2010 г. имеется информация лишь о 8512 полиморфизмах в геноме свиньи Sus scrofa, в то время как для крупного рогатого скота Bos Taurus их число составляет 2210641, для человека Homo sapiens 25003333. Стоит также отметить, что работа по выявлению мутаций и полиморфизмов в геномах животных ведется интенсивно как зарубежными исследователями, так и отечественными, полную картину молекулярно-генетических изменений можно выявить лишь полностью секвенировав геном.

Источник: Журнал Перспективное свиноводство: Теория и Практика 2010г