从识别到遗传特征 - 解决兽医中罕见疾病的奥秘

阐明稀有疾病的病因通常是兽医学的一项挑战。受到罕见疾病影响的动物的个体病例报告可以证明有助于检测以前未知的遗传疾病。BMC兽医研究报告有关兽医遗传学不断变化的面孔的报告,以及使用最先进的方法如何帮助一组研究人员为罕见的皮肤疾病,表皮溶解Bullosa提供遗传解释,并在新生儿小牛中呈现。

一种罕见的疾病,也称为孤儿疾病,是影响一小部分人群的任何疾病,大多数此类疾病是由单个基因功能改变引起的。尽管个人疾病可能很少见,但总的来说,它们很普遍,影响了全球数百万的人。这全球基因项目据估计,全世界有惊人的3亿人受到罕见疾病的影响。

但是,尽管围绕人类罕见疾病的研究有很多研究,但传统上诊断出稀有疾病的稀有疾病。在非实验室动物中,稀有遗传疾病的数量尚不清楚。然而,在线孟德尔的遗产(Omia)是动物中遗传性疾病和相关基因的目录,报告了11种家畜种类的2500多个表型。

除临床描述和病理检查外,潜在的遗传原因在大多数情况下(约80%)仍然未知。要么几代人或自发发生的隐性遗传突变从头突变可能是负责任的。

值得庆幸的是,在过去十年中,兽医遗传学领域取得了长足的进步。许多驯养的动物基因组,包括牛基因组2009,已测序。最近,1000公牛基因组项目已开始并允许全球参与者访问大量牛控制基因组的序列数据。随着测序成本的迅速下降,这些新资源和工具的综合用法彻底改变了对疾病和特征的遗传基础的解剖,这些疾病和特征被证明对常规基因分离策略很棘手。

1022新研究促进了对兽医罕见疾病越来越多的知识,发表在BMC兽医研究介绍了德国和瑞士遗传学专家之间成功合作的发现。

使用最先进的方法,研究人员的团队能够确定罕见的皮肤疾病的遗传背景,表皮溶液Bullosa nobtionalis(EBJ),在Charolais Calf中 - 一种起源于法国的重要牛肉品种。

表皮溶液Bullosa是描述一组先天性和遗传结缔组织疾病的伞术语,这些结缔组织是由皮肤表皮附着结构缺陷引起的。表皮溶解的三种主要类型,包括EBJ,但每种都会导致皮肤变得非常脆弱,从而导致皮肤和粘膜膜的疼痛水泡。在人类中,已经确定了一些EBJ的因果突变。但是,夏洛来牛EBJ的因果突变尚不清楚。

马丁·彼得斯等。https://www.biomedcentral.com/1746-6148/11/48
马丁·彼得斯等。https://www.biomedcentral.com/1746-6148/11/48

在这项研究中,作者假设小腿中的缺陷要么以隐性方式遗传,要么是由主要作用引起的从头突变。

由于家畜中已经知道许多疾病和先天性综合症,在其他物种中找不到类似疾病,因此目前使用了整个基因组测序方法来检测自发性从头单一受影响动物的突变。

因此,为了确定因果突变,作者使用下一代测序技术来对受影响动物的整个基因组进行测序。在这里,检查测序数据是否与参考序列有偏差,从而在整个外显子组中给出了数千种序列变体,即一种动物的基因组的子集,是蛋白质编码的子集。

在当前的研究中,在最近的1000个Bull基因组项目数据库的近期序列变体数据库中搜索了该变体,该数据库包含已经测序的“正常”牛基因组。这种“离散过滤”步骤用于通过假设“滤波器集”中发现的任何变体都不是病因来消除基因中的突变。因此,只有一种受影响的动物中存在的独特(私有)DNA变体的数量可以减少到非常少数的高优先级候选者(如果不是一个)。

但是,尽管对研究的使用是基础的,但重要的是要注意,疾病表型的详细表征对于作者来说是必不可少的先决条件。

寻找类似的人类医学缺陷最终帮助该团队确定了这种致命的牛皮肤疾病的病因突变。在筛选编码变体后,他们确定了整合蛋白β4(ITGB4)中的功能丧失突变。这是第一次在牛中报告了隐性遗传的ITGB4相关EBJ。

总体而言,这项研究提醒人们,当前的DNA测序方法现在为了解家畜稀有疾病的遗传背景提供了一种强大的工具。对于育种者而言,能够鉴定牲畜罕见疾病中的致病突变使我们能够选择反对这些已知的突变,从而有助于消除动物生产系统中的这种疾病。

vache_de_race_charolaise_avec_son_veau
Wikipedia - Charolais Cow和Calf

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