Kategoriarkiv: Molekylærgenetikk

Kan vi genteste hester for sommereksem?

Den genetiske variasjonen som bidrar til fenotypisk variasjon hos sommereksem (IBH) ble i denne oppgaven brukt for å forsøke å forstå den genetiske bakgrunnen for denne komplekse sykdommen, og undersøke genetisk variasjon og sammenheng mellom ulike hestepopulasjoner. IBH er den vanligste allergiske sykdommen hos hest, den påvirker hester over hele verden og skyldes bitt fra knott, spesielt culicoider. Det eksisterer per i dag ingen effektiv behandling av sykdommen, den fører til lidelse hos hestene og økonomisk tap for eiere.

I dette studiet ble det utført bred genomkartlegging for å forsøke å identifisere regioner som fører til at hestene er mottakelige for å utvikle sykdommen. Det kan virke som om det er en sammenheng mellom lav genetisk diversitet (innavl) og større risiko for å utvikle sykdommen. Det har derimot vist seg vanskelig så langt å utvikle en gentest da det er flere genområder som påvirker sykdomsutvikling i større eller mindre grad.

En kort pressemelding om studiet finner du her: Svårt utveckla gentest för sommareksem

Genetics of Equine Insect Bite Hypersensitivity and Genetic Diversity in Horses, Shresta, M. 2017. Acta Universitatis Agriculturae Sueciae Doctoral Thesis No 2017:1.

Genetisk bakgrunn og nedarving av hvite flekker hos hest

En masteroppgave på SLU i 2009 tok for seg ulike typer hvite avtegn hos hest. Et oversatt sammendrag finner du under, og nederst er link til oppgaven i sin helhet.

Studier på pelsfarger er viktig, i visse raser er kun et fåtall farger godkjent, og det finnes farger som er assosiert med ulike typer sykdommer. Studier på fargenes genetiske årsak kan dermed lette videre forskning. Hensikten med dette arbeidet var å få et innblikk i nedarvingen for «splashed white», og hvite flekker på magen. Det finnes ingen mistanke om at disse fargene fører til sykdommer. Svensk Varmblod (SWB) ble brukt for å studere mageflekker, mens islandshesten ble brukt for å undersøke «splashed white». En av hypotesene var et det finnes en felles genetisk bakgrunn for disse fenotypene. I studiet ble familieinformasjon fra en islandsk og seks SV-hingster brukt. Prøver ble innhentet fra det husdyrgenetiske laboratoriet på Sveriges Landbruksuniversitet. Materiale omfattet totalt 356 hester; disse ble gentypet for åtte genetiske markører (mikrosatelitter) nær kandidatgenene. Genotypingen ble gjort gjennom PCR amplifisering og kapillær elektrofores. Avstammings- og fenotypeinformasjon ble brukt sammen med genotypeinformasjonen for å utføre assosiasjons- og sammenhengsanalyser.

Avstammings- og fenotypeinformasjonen ble innhentet fra Avelsföreningen för Svenska Varmblodiga Hästen (ASVH). For å studere nedarvingen ble halvsøskenmateriale fra SVB-hingstene brukt og hoppene ble brukt som kontrollgruppe. «Splashed white», hvit mageflekk og hvite avtegn på benene har en kompleks nedarving. Et Kiligand-gen er trolig involvert i både «splashed white» og mageflekk, mens Kit regulerer hvite avtegn på ben. Kit virker også å regulere hvite avtegn på hodet. Hvite avtegn påvirkes av hestens grunnfarge, røde hester har mer hvite avtegn, mens brune og svarte hester har mindre hvite avtegn.

 

Genetic Characterization and Inheritance of Belly Spot and Splashed White Coat Color in Horses Helena Eken, 2009

 

Hvite avtegn hos Franches-Montagnes

Pelsfarge og avtegn har som hovedregel en enkel nedarving, mens enkelte har en mer sammensatt genetisk bakgrunn. Analysering og bruk av egenskaper med kompleks nedarving er utfordrende hos alle arter, men vi kan bruke den reduserte genetiske variasjonen hos domestiserte dyr for å få innsyn i den den genomiske interaksjonen bak sammensatte egenskaper. Avtegn på hode og ben er eksempel på komplekse egenskaper hvor man så langt vet lite om nedarvingen.

I det foreliggende studiet ble forekomst av hvite avteng i ansikt på ben og hode hos hester av rasen Franches-Montagnes (FM) registrert i et standardisert system. Deretter ble et såkalt genovidt assosiasjonsstudie gjennomført for å forsøke å finne områder på genomet som syntes å ha sammenheng med avtegnene hos 1077 FM-hester. Total syv områder (loci) som kodet for såkalte kvantitative egenskaper ble identifisert som potensielt underliggende årsak til hvite avtegn. Tre av områdene, MC1R, og to allerede kjente områder KIT og MITF anses som de viktigste områdene for forekomsten av hvite avtegn hos denne rasen. De syv områdene forklarte 54% av variasjonen mellom avtegn observert i studiet, mens de to sistnevnte forklarte 26% av variasjonen. Disses innvirkning på avtegn virket å være påvirket av hestens grunnfarge, og hvor avtegnene var plassert på hesten.

Finmapping ble utført for å identifisere haplotypene, deretter ble fylogenetisk slektskap mellom haplotypene beregnet for å finne både deres seleksjons og evolusjons innflytelse på hvite avtegn. Det virker som om KIT og MITF fungerer på en additiv måte og at mutasjoner som akkumuleres i disse områdene øker frekvensen av hvite avtegn.

 

Accumulating Mutations in Series of Haplotypes at the KIT and MITF Loci are major determinants of White Markings in Franches-Montagnes horses. Haase et al., 2013

Hva har griser og hester felles?

Osteochondrose (OC) er en forstyrrelse i bendannelsen når skjelettet vokser, hensikten med denne avhandlingen var å finne hvor stor andel av de undersøkte dyrene som hadde OC, og de genetiske parametrene for sykdommen, samt å legge til rette for optimal avl for å redusere forekomsten av OC i hester og griser. I kpwn hadde 70% av hestene avvik fra normalen i ett eller flere av 28 ledd, avvikene ble definert enten som uregelmessigheter i benstrukturen eller løse benbiter. Genetiske parametere ble estimert for både de to forannevnte og OC totalt, arvegradene var lave for uregelmessig benstruktur og middels for løse benbiter og generell OC. For å evaluere hvordan man best kan avle for å unngå OC, ble seleksjonsresponsen sammenlignet når man enten brukte penotypeseleksjon på egne observasjoner, eller avkomsregistrering og genomseleksjon. OC har både en økonomisk og en praktisk relevans for hesteindustrien, og simuleringer viser at å benytte seg av genomseleksjon fremfor fenotypeseleksjon er å foretrekke fremfor det avlsprogrammet som i dag brukes mot OC i kwpn.

Breeding against Osteochondrosis – Phenotypic and genetic analyses in horses and pigs, I v. Grevenhof, 2011. Wageningen

Hvorfor passer islandshesten?

For å bedre forstå biologiske systemer er det essensielt å vite hvilke gener som kontrollerer disse funksjonene. I dag er kjenner man funksjonen til omlag halvparten av genene hos pattedyr. Domestiserte dyr bidrar med mye informasjon i arbeidet med kartlegging av egenskaper og en doktorgrad fra SLU i 2013 tar for seg funnene av tre fenotyper på hest, og deres genområder, et av de mest kjente er kanskje «passgenet» på Islandshest. Resultatene fra denne forskningen gir økt kunnskap om genens funksjon og har viktige implikasjoner for hesters velferd. I ett av studiene bekreftes det at et syndrom kalt Equine Multiple Congenital Ocular Anomalies (MCOA) er arvelig. Dette syndromet påvirker blant annet hestens syn, og er koblet til sølvfarge på hester. I studie to viser de at variasjon på ett spesifikt område på genomet påvirker hestens utvikling av Insect Bite Hypersensitivity (sommereksem). I det tredje og siste studiet fant de en mutasjon i et gen kalt DMRT3, dette genet viser seg å være avgjørende for hestens bevegelsesmønster og forekomsten av andre gangarter enn skritt, trav og gallopp. Denne mutasjonen medfører at signaloverføringsmekanismer i ryggraden hos dyr «slås av», og disse funnene kan ha betydning også for human helse, da den kan gi økt kunnskap og behandlingsmetoder for mennesker med ulike former for bevegelsesforstyrrelser. Det har vist seg at varmblodstravere med en dobbel kopi av mutasjonen (arvet fra både mor og far) presterer bedre i løp enn varmblodstravere med enten bare én kopi, eller ingen. For kaldblodstravere er det så langt ikke vist en tilsvarende sammenheng, men det er tendenser til at kaldblodstravere med én mutasjon presterer noe bedre. For Islandshester er mutasjonen funnet å være avgjørende for om hesten er en femgjenger (tølter og passer) eller er en firgjenger (tølter).

Forskeren bak studiene har opprettet et kommersielt firma for gentester av hester, på nettsiden deres ligger det en del populærvitenskapelige tekster.

Hele doktorgraden kan leses ved å bruke linken under:

Equine Trait Mapping – From Disease Loci to the Discovery of a Major Gene Controlling Vertebrate Locomotion, L. Andersson, SLU 2012

 

Hvorfor blir en skimmel, skimmel?

En doktorgrad som tar for seg fargegenetikk, og bruker fargevariasjoner hos husdyr for å studere gener og samhandling mellom gener som påvirker pels/hudfarge. Husdyr har mye større fargevariasjon enn ville dyr, og de er dermed verdifulle ressurser for slike studier. Avhandlingen tar for seg dominant hvit farge på gris, og avblekbar skimmel på hest.

Lokuset som koder for avblekbar skimling har blitt kartlagt og befinner seg på hestens kromosom 25. Det er antatt at denne mutasjonen kun oppsto én gang for flere tusen år siden.

Mer om denne forskningen i linken under:

Molecular coat colour genetics – dominant white in pigs and greying with age in horses, G. Pielberg, 2004