wprowadzenie

malowidła jaskiniowe w Europie i Afryce Północnej przedstawiają Dzikie bydło, turyści (Bos primigenius), wśród cennych zdobyczy łowców z epoki kamienia. Te majestatyczne zwierzęta stały blisko 2 M w kłębie i miały rogi do 1 m długości. Byki są zwykle przedstawiane jako ciemnobrązowe lub czarne z krowami i cielętami czerwonobrązowymi, chociaż białe i nakrapiane zwierzęta pojawiają się również na obrazach ( Felius1985 ). Turowie rozprzestrzenili się z Zachodniej Azji po epoce lodowcowej (250 000 lat temu) i uważa się, że przetrwali w Europie do początku XVII wieku. Jakiś czas przed wyginięciem, prawdopodobnie 7000 do 10 000 lat temu, turyści zostali udomowieni. Co najmniej 2 udomowienia są prawdopodobnie reprezentowane w rasach bydła w momencie pisania tego tekstu. Bos primigenius primigenius, Europejski Podtyp tura, wykazany w zapisie kopalnym, jest uważany za przodka dzisiejszych ras bydła humpless, biorąc pod uwagę nazwę gatunku Bos taurus . Azjatycki Podtyp tura, Bos primigenius namadicus, prawdopodobnie dał początek dzisiejszym humped zebu ras klasyfikowanych jako Bos indicus .

chociaż krajowe rasy bydła są podzielone na 2 gatunki, są całkowicie interferencyjne; w rzeczywistości kilka syntetycznych ras powstało w tym stuleciu z krzyżówek ras taurus i indicus. Liczba chromosomów jest identyczna: 29 autosomów, z których wszystkie są akcentryczne, oraz submetacentryczny X. Morfologia chromosomów Y jest jedyną rozpoznaną strukturalną różnicą kariotypów B. taurus i B. indicus. Tak więc mapa genów” bydła ” opracowana do tej pory i omówiona w tym artykule dotyczy 2 gatunków, które Wiele osób, w tym ja, uważa za 1. Bydło należy do podrodziny Bovinae, rodziny Bovidae, podrodziny Ruminantia i rzędu Artiodactyla.

standardowy kariotyp dla bydła został rozwiązany przez Popescu i in. (1996), z nomenklaturą genów zgodną z wytycznymi dotyczącymi nomenklatury genów ludzkich zalecanymi przez Międzynarodowe Towarzystwo genetyki zwierząt (ISAG). Loci bez ludzkich odpowiedników są nazwane zgodnie z zaleceniami Komitetu ds. Nomenklatury genetycznej owiec i kóz ( COGNOSAG 1995 ).

powody mapowania tego gatunku

szybki rozwój map genomu u bydła, podobnie jak u innych gatunków zwierząt, był napędzany przez kilka sił motywujących. Szerokie zastosowanie porównawczego mapowania genów jako głównego narzędzia do badania ewolucji chromosomów u zwierząt daje wystarczający powód do mapowania genomu bydła THC. Finansowana na całym świecie i wysoce zorganizowana inicjatywa dotycząca genomu ludzkiego dostarczyła już standardową mapę GEO-nomiczną ssaków, z którą wszystkie inne zostaną ostatecznie porównane. Mapa genomu myszy laboratoryjnej rozwija się szybko i bez wątpienia będzie pierwszą miarą porównawczą do oceny zachowania chromosomów ssaków i ewolucji genomu. Jednak inne ssaki, w tym bydło, odgrywają niezwykle ważną rolę w zrozumieniu ścieżek przegrupowania chromosomów, które towarzyszyły ewolucji ssaków. W chwili pisania tego tekstu stało się oczywiste poprzez mapowanie porównawcze, że niektóre ssaki, takie jak bydło i koty, mają genomy bardziej zachowane w stosunku do ludzkiego genomu niż najczęściej porównywany Genom myszy. Te bardziej zachowane genomy prawdopodobnie najdokładniej odzwierciedlają układ chromosomowy ssaka przodków. Przynajmniej pokazują, że całkowity obraz ewolucji chromosomów ssaków nie może być w pełni reprezentowany przez różnice w genomach ludzi i myszy. Rozszerzone mapowanie porównawcze obejmujące genomy bydła będzie nadal stanowić cenny wkład w zrozumienie ewolucji chromosomów ssaków w uniwersalnym kontekście.

potencjał selekcji wspomaganej markerem (MAS 1 ) pożądanych i rynkowych cech napędza mapowanie genów u gatunków zwierząt gospodarskich. Markery genetyczne korzystnych alleli dla ekonomicznych cech loci (ETL 1 ), w tym ilościowe cechy loci (QTL 1), mają potencjał do zwiększenia szybkości i skuteczności przyrostu genetycznego poprzez selektywną hodowlę, koncepcję zaawansowaną na długo przed udostępnieniem narzędzi technicznych do jej wdrożenia ( Smith and Simpson 1986 ; Soller and Beckmann 1982 ; Weller and others 1990). Najlepsze markery do stosowania w selektywnych programach hodowlanych są oczywiście warianty genów faktycznie odpowiedzialne za fenotypowe różnice w ważnych cechach. Chociaż takie markery są nadal rzadkie, kilka z nich zostało zidentyfikowanych na podstawie dokładnych poszukiwań zmian w genach, które uważa się za zaangażowane w fizjologiczne szlaki prowadzące do fenotypu zainteresowania. Ten tak zwany „kandydat Gen” podejście do marker identyfikacja wymaga solidnej fundamentalnej wiedzy fizjologia leżący u podstaw cecha podążać rozległy i zazwyczaj kosztowny przesiewowych / ’ lub zmienność w kandydujący geny related te procesy. Idealnie, zmiany sekwencji związane z cechą można ostatecznie włączyć bezpośrednio do testu markera. Niestety, fizjologiczne podstawy wielu cech ekonomicznych pozostają nierozwiązane, a geny kandydujące nie są oczywiste. Alternatywnie, nawet jeśli fizjologia jest zrozumiała, złożoność cechy może przedstawiać długą i uciążliwą listę genów kandydujących. Jednak ETL, a nawet QTL, można odwzorować za pomocą analizy połączeń (Andersson i inni 1994; Georges i inni 1993a, b, 1995 ; Lander and Botstein 1989; Paterson i inni 1989 ). Markery odwzorowane w pobliżu ETL mogą być użyte do wspomagania selekcji dla ETL, jeśli częstotliwość rekombinacji jest wystarczająco mała i znana jest faza chromosomowa alleli markera i ETL. Skuteczność MAS można zwiększyć poprzez identyfikację markerów po obu stronach ETL, ponieważ można wykryć rekombinację w regionie obejmowanym przez 2 Markery. Jednym z głównych wczesnych celów mapowania genów bydła było zatem wytworzenie map silnie polimorficznych markerów rozmieszczonych w odstępach około 20 cM (1 cM = 1% rekombinacji) lub mniej na każdym chromosomie. Markery te mogą być następnie dostępne do badań mapowania w rodzinach segregujących QTL, miejmy nadzieję, że w wyniku powiązania QTL z 1 lub więcej markerów. Zgodnie z odpowiednimi protokołami hodowlanymi, powiązane markery mogą być następnie używane dla MAS.

kolejnym celem mapowania genów jest identyfikacja i klonowanie genów odpowiedzialnych za ETL. Z powyższej dyskusji wynika, że MAS jest o wiele bardziej wydajny, gdy wykorzystuje zmienność genów faktycznie odpowiedzialnych za ETL. Co ważniejsze, pełne zrozumienie potencjalnej interakcji cechy z innymi procesami fizjologicznymi jest możliwe tylko wtedy, gdy znane są zaangażowane geny. Termin ” genetyka odwrotna „został zastąpiony w powszechnym użyciu przez” klonowanie pozycyjne „lub” klonowanie oparte na mapie ” w celu opisania procesu, w którym zastosowanie informacji mapowych jest używane do klonowania genu odpowiedzialnego za określoną cechę w przypadku braku informacji o biochemicznej lub molekularnej podstawie cechy. Chociaż zadanie pozycyjnego klonowania genów u dowolnego gatunku jest groźne, klonowanie genów dla ETL u zwierząt gospodarskich jest prawie zaporowe. Mapy zwierząt z pewnością nigdy nie będą tak gęste jak mapy ludzi. Duże biblioteki insert dla gatunków zwierząt gospodarskich dopiero zaczynają być rozwijane i wykorzystywane. Naturalnie występujące delecje chromosomowe ważnych genów, ważnych narzędzi w wielu sukcesach ludzi i myszy, nie zostały zidentyfikowane i rozmnożone u zwierząt gospodarskich. Zadanie jest dodatkowo komplikowane przez ilościowy charakter większości cech zainteresowania Ekonomicznego zwierzętami gospodarskimi i niedostatek światowego wsparcia badawczego dla rolnictwa zwierząt w stosunku do inicjatywy genomu ludzkiego. Należy zaplanować i opracować strategie alternatywne wobec konwencjonalnego klonowania pozycyjnego. Jednym z proponowanych podejść jest „porównawcze klonowanie pozycji kandydata”, które wykorzystuje wiedzę o ewolucyjnej historii chromosomów i szybkich postępach w Mapach człowieka i myszy.

aktualny stan Mapy

mapowanie fizyczne

ponad 400 loci typu i zostało zmapowanych u bydła ( Fries i inni 1993 ; O ’ Brien i inni 1993 ; Womack and Kata 1995 ) głównie dzięki genetyce komórek somatycznych ( Arruga i inni 1992 ; Womack i Moll 1986 ). Te syntetyczne mapy dostarczyły podstawy dla map genomu u bydła, wskazując granice zachowania chromosomów w stosunku do bogatych w mapy genomów myszy i ludzi. Mapa porównawcza jest jednak niekompletna, Nie dotyczy ani zachowania, ani zmiany kolejności genów.

hybrydyzacja in situ, szczególnie z fluorescencją, została skutecznie wykorzystana do rozwiązania kolejności loci typu I, do przypisania grup syntenicznych do określonych chromosomów i zakotwiczenia szybko rosnącej mapy wiązania do chromosomów ( Fries i inni 1993 ; Gallagher i inni 1993 ; Iannuzzi i inni 1993 ; Solinas-Toldo i inni 1993 ). W chwili pisania tego tekstu zidentyfikowano ponad 100 lokalizacji in situ unikalnych sekwencji na chromosomach bydła. Wszystkie bydlęce grupy synteniczne są teraz zakotwiczone w określonych chromosomach przez fluorescencyjną hybrydyzację in situ (FISH 1), A mapa połączeń jest fizycznie zakotwiczona w około 100 miejscach na wszystkich bydlęcych chromosomach.

mapowanie połączeń

mapy połączeń bydlęcych pierwszej generacji (Barendse i inni 1994; Bishop i inni 1994) zostały rozszerzone na 3 niedawno opublikowane mapy zawierające znaczniki w sumie 1250 ( Kappes i inni 1997), 746 ( Barendse i inni 1997) i 269 ( Ma i inni 1996). Te połączone mapy zawierają prawie 1400 unikalnych znaczników o średnim odstępie od 2 do 2,5 cM. Chociaż większość reprezentowanych markerów to mikrosatelity, prawie 200 znajduje się w obrębie lub w pobliżu sekwencji kodujących. Średnia wielkość genomu wynosi 2990 cM (Kappes i inni 1997) i 3532 cM ( Barendse i inni 1997) na 2 większych mapach. W przeciwieństwie do map ludzkich i mysich, na tych 2 mapach bydlęcych zaobserwowano bardzo małą różnicę płci w rekombinacji. Męska mapa Ma i in. (1996 ) obejmuje 1975 cM, które niewątpliwie będą rosły wraz z dodawaniem znaczników.

mapowanie porównawcze

mapowano około 400 loci zarówno u bydła, jak i u ludzi. Większość z nich została również zmapowana na myszach. Chociaż zaobserwowano rozległą konserwację syntenii między bydłem a ludźmi ( Threadgill and Womack 1991 ; Womack and Kata 1995 ; Womack and Moll 1986 ), zachowanie powiązań (zachowanie porządku genów) może nie być tak powszechne. Barendse i inni (1997 ) włączyli wystarczającą liczbę loci typu I do mapy połączeń, aby wykazać obecność licznych rearanżacji porządku genów w zachowanych syntezach. Interspecific hybrid backcross (Riggs i inni 1997) został użyty do wygenerowania map chromosomów 7 i 19 bydła zawierających wystarczającą liczbę genów, aby rozwiązać ten problem. Wykazano rearanżację rzędu genów w zachowanej syntezie na BTA 7 / HSA 5 (Gao and Womack 1997 ) z głównym punktem przerwania w homologii segmentu zidentyfikowanym w małym obszarze między bydlęcą AMH i CSF2. Podobny wzór ujawniono na chromosomie 19 bydła (Yang and Womack 1997). HSA 17 i BTA 19 są całkowicie zachowanymi grupami syntenicznymi, jednak liniowy porządek genów został uporządkowany. Dane te potwierdzają potrzebę uporządkowanych map porównawczych w celu ułatwienia ekstrapolacji genów kandydujących na cechy bydła z mapy genów ludzkich.

głównym wkładem w porównawcze mapowanie genów jest heterologiczne malowanie chromosomów lub zoologiczne (ZOO)-malowanie ryb. Solinas-Toldo i inni (1995 ), Hayes (1995) i Chowdhary i inni (1996) „namalowali” chromosomy bydła z bibliotekami specyficznymi dla chromosomów ludzkich, aby określić segmenty homologii. Badania te określają granice zachowania chromosomów na poziomie cytogenetycznym „człowiek na bydle”; i są one bardzo spójne, w momencie pisania tego tekstu, z wynikami porównawczego mapowania syntensyjnego, które definiuje homologię „bydło na człowieka”. Podobnie jak mapowanie syntezowe, nie zajmują się one zachowaniem porządku genów w segmentach homologicznych.

metody stosowane do opracowania mapy

mapowanie Synteny

„Syntena” oznacza po prostu „na tej samej nici” lub, w terminologii genetycznej, „na tym samym chromosomie.”Mapa syntezowa to nic innego jak lista genów, o których wiadomo, że znajdują się na tym samym chromosomie w danym gatunku. „Conserved synteny” został użyty przez Nadeau (1989 ) do opisania lokalizacji 2 lub więcej homologicznych genów na tym samym chromosomie u różnych gatunków. Synteny nie powinny być zastępowane przez „conserved synteny” w naszym porównaniu map między gatunkami. Mapowanie syntenowe jest prawdopodobnie związane z mapowaniem porównawczym, ponieważ jedynymi mapami dostępnymi do porównania większości gatunków zwierząt były mapy syntenowe.

genetyka komórek somatycznych jest nadal najczęstszą metodą budowania map syntensyjnych. Hybrydowe komórki somatyczne mogą być skonstruowane tak, że chromosomy praktycznie każdego gatunku progenitorowego są preferencyjnie tracone. Każdy Hybrydowy klon zachowuje częściowy Genom tego gatunku wraz z kompletnym genomem drugiego, który jest zwykle przekształconą linią komórkową gryzoni. Ponieważ utrata chromosomów jest mniej lub bardziej losowa, każdy klon zachowuje inny podzbiór chromosomów od gatunku, który jest mapowany. Podobnie jak w przypadku mapowania genów u ludzi, analiza par genów w panelu hybrydowych linii komórkowych ujawni zgodność lub niezgodność ich retencji. Zgodność retencji jest dowodem na lokalizację 2 genów na tych samych chromosomach. Odwrotnie, niezgodność retencji jest dowodem na asyntenię (ich położenie na różnych chromosomach). Produkty genowe lub sekwencje DNA mogą być mapowane przez Analizę syntenową u dowolnego gatunku, o ile obecność lub brak genu lub produktu genowego gatunków docelowych można ustalić na całkowicie zachowanym tle genomowym gryzoni. Elektroforeza enzymatyczna, Southern blotting z unikalnymi sondami sekwencyjnymi i amplifikacja reakcji łańcuchowej polimerazy za pomocą starterów rozróżniających gatunki były skutecznymi narzędziami analitycznymi do mapowania syntezy.

genetyka komórek somatycznych zazwyczaj nie powoduje przypisania markerów do określonych miejsc chromosomalnych, a nawet do podregionów chromosomalnych. W związku z tym geny na mapie syntenycznej zwykle nie są uporządkowane. Metody komórek somatycznych wykorzystujące przearanżowane chromosomy są wyjątkiem od tego uogólnienia i zostały bardzo skutecznie wykorzystane do uporządkowania genów na mapie człowieka.

Radiation hybrid mapping (Cox i inni 1990 ; Walter i inni 1994) niedawno stał się ważnym narzędziem do tworzenia map wysokiej rozdzielczości ludzkich chromosomów. Techniki stosowane są odmiany podstawowych genetyki komórek somatycznych, w których komórki dawcy zostały napromieniowane w celu osiągnięcia fragmentacji chromosomu. Analiza statystyczna opiera się na zasadach analizy powiązań, czyli większa bliskość 2 loci skutkuje mniejszą separacją przez losową rearanżację chromosomów. Zastosowana po raz pierwszy przez Gossa i Harrisa (1975) technika może być stosowana z hybrydami pojedynczych chromosomów jako napromieniowany dawca ( Cox i inni 1990 ) lub z całkowitym napromieniowaniem genomu w diploidalnej komórce dawcy ( Walter i inni 1994 ). Niezależnie od tego, czy jest używana do mapowania pojedynczego chromosomu, czy całego genomu, technologia ta jest skuteczna do konstruowania sąsiadujących map chromosomów ssaków na poziomie rozdzielczości 500 kb. Metoda ta może okazać się idealnym podejściem do porównawczego mapowania genów, ponieważ zapewnia uporządkowaną mapę bez wymogu segregacji polimorfizmów w populacjach lęgowych.

hybrydyzacja In Situ

unikalne sekwencje DNA, powtarzalne elementy i całe genomy zostały skutecznie zlokalizowane w miejscach chromosomowych przez hybrydyzację in situ. Technika ta polega na przymocowaniu mikroskopowo wykrywalnego markera do sondy DNA, a następnie hybrydyzacji sondy do denaturowanego DNA nienaruszonego chromosomu. Specyficzność hybrydyzacji zależy od wyjątkowości sondy. Chociaż sondy radioaktywne zdominowały wczesne zastosowanie tej technologii, sondy fluorescencyjne są obecnie powszechnie stosowane. W swoim przeglądzie ryb, Trask (1991 ) zauważa, że ma on następujące zalety w stosunku do znakowania izotopowego: zapewnia lepszą rozdzielczość przestrzenną, Zwykle wymagającą wizualizacji mniejszej liczby oznakowanych chromosomów; jest szybszy; a zastosowana sonda jest ogólnie bardziej stabilna. Czułość jest podobna, każda wymaga kilku kilobazowych par nieprzerwanej sekwencji, jak sonda hybrydyzująca. Opracowano schematy, które pozwalają na użycie wielu sond o różnych sygnałach kolorystycznych na tych samych chromosomach. Takie zastosowanie jest szczególnie ważne w przypadku mapowania genów, ponieważ zapewnia możliwość uporządkowania loci w granicach rozdzielczości około 100 kb.

Kosmidy, czyli wektory klonujące, które mieszczą Duże sekwencje DNA (do 45 kb), były skutecznie wykorzystywane jako sondy dla ryb. Ponieważ te duże wkładki często zawierają powtarzające się DNA, docelowy DNA musi być najpierw prehybrydyzowany z nieoznakowanym całkowitym DNA genomowym. Metoda ta została skutecznie wykorzystana do zakotwiczenia map wiązań do chromosomów poprzez hybrydyzację kosmków zawierających wysoce polimorficzne markery stosowane w mapowaniu wiązań.

opisane powyżej technologie dają fizyczne mapy, które reprezentują fizyczne związki loci z chromosomami, na których się znajdują. Mapy fizyczne o wyższej rozdzielczości z określonymi markerami w przylegających klonach (contig maps) są zbliżane u bydła, ale najprawdopodobniej obejmą małe regiony genomowe o szczególnym znaczeniu, a nie całe chromosomy, jako ukierunkowane w inicjatywie ludzkiego genomu i warunku całkowitego sekwencjonowania genomu.

mapowanie połączeń

mapy połączeń są definiowane w kategoriach mejotycznych, a nie fizycznych, z jednostką mapy stanowiącą 1% rekombinacji. Ponieważ wiązanie jest mierzalne tylko w produktach gametycznych, mapowanie wiązania wymaga wykrycia matczynych i ojcowskich alleli w gametach wytwarzanych przez osoby heterozygotyczne; tak więc zarówno polimorfizm, jak i duża liczba potomstwa są wymaganiami dla mapowania wiązania. Mapa Barendse’a i in. (1997 ) zaowocowała /’ oznaczeniem rom w 328 potomstwie bydła z 15 rodzin pełnoziarnistych o wielkości od 3 do 36. Rodziny składają się z krzyżówek kilku różnych ras i stanowią międzynarodowy panel rodziny referencyjnej bydła (Ibrp). Mapa Kappes i in. (1997 ) została wygenerowana z 180 Potomków populacji referencyjnej Meat Animal Research Center (MARC) (Bishop i in., 1994 ), a mapa Ma i in. (1996 ) pochodzi z 9 rodzin ojcowskich pół-sib znanych jako Illinois Reference/Resource Families (IRRF), które obejmują 459 Potomków.

znaczniki do celów mapowania zostały sklasyfikowane jako typ i lub II przez O ’ Briena (1992). Markery typu I, które są wyrażonymi sekwencjami (genami) Zwykle zachowywanymi od jednego gatunku ssaków do drugiego, są preferowane do stosowania w porównawczym mapowaniu genów. Niestety, zwykle nie są wysoce polimorficzne i dlatego trudno je włączyć do map połączeń. Markery typu II są wysoce polimorficznymi sekwencjami anonimowymi, szerzej stosowanymi do mapowania wiązań. Markerami wyboru dla mapowania połączeń bydła były mikrosatelity, które dominują na mapach połączeń omówionych powyżej.

wkład naukowy Mapy

na mapie genomu bydła umieszcza się coraz więcej cech o znaczeniu gospodarczym. Niedobór adhezji leukocytów bydła (Lad 1) (Shuster i inni 1992 ; Threadgill i Womack 1991 ) i niedobór syntetazy monofosforanu urydyny (UMPS) zostały odwzorowane na określone miejsca na chromosomie 1 ( Ryan i inni 1994; Schwenger i inni 1993 ). Wykazano, że BoLA wiąże się z wrażliwością na zakażenie wirusem białaczki (Lewin i inni 1988). Georges i inni (1993a ) odkryli powiązanie ankietowanych locus z mikrosatelitami na chromosomie 1. Choroba Weavera mapuje markery na chromosomie 4 (Georges i inni 1993b) i ma dodatkowe zainteresowanie związane z cechą ilościową dla poprawy produkcji mleka. Zmienność wokół genu prolaktyny na chromosomie 23 (Cowan i inni 1990 ) jest związana z produkcją mleka w niektórych rodzinach holsztyńskich, a Georges i inni (1995 ) użyli mapowanych mikrosatelitów do zlokalizowania dodatkowych 5 QTL do produkcji mleka. Liczba ETL na mapie genomu bydła gwałtownie rośnie i co najmniej 1 Pełna historia sukcesu. Cecha przerostu mięśni (podwójne umięśnienie) została odwzorowana na markery mikrosatelitowe na chromosomie 2 (Charlier i inni 1995). Porównawcze klonowanie pozycji kandydata zasugerowało miostatynę jako gen kandydujący do Grobeta i innych (1997 ), którzy zidentyfikowali delecję 11 bp odpowiedzialną za cechę u belgijskiego niebieskiego bydła.

doskonałym przykładem udanego poszukiwania genu kandydata jest Shuster i inni (1992), którzy zidentyfikowali wadę genetyczną odpowiedzialną za LAD u bydła Holsztyńskiego jako mutację missense kodującą aminokwas 128 W CDI8. Następnie stało się możliwe odróżnienie zmutowanych i normalnych alleli przez reakcję łańcuchową polimerazy, zapewniając idealny genetyczny marker tej ekonomicznej cechy locus.

przewidywany przyszły wkład Mapy

duża liczba zmapowanych znaczników, które istnieją u bydła w momencie pisania tego tekstu, zapewnia obszerny zasięg genomu do mapowania ETL w rodzinach segregujących cechy. Niestety, każdy ETL zwykle wymaga unikalnej rodziny segregującej, Zwykle wymagającej kosztownego rozwoju i konserwacji. Niemniej jednak rodziny zasobów są integralne i niezbędne w ostatecznym zastosowaniu mapy genów do poprawy ekonomicznej. Mapowanie ETL do regionów chromosomu między 10 a 20 cM będzie prawdopodobnie następowało mapowanie w wysokiej rozdzielczości, aby ostatecznie zidentyfikować i sklonować odpowiedzialne geny. Aby wspomóc ten proces, opracowywane są biblioteki specyficzne dla chromosomów. Hodowcy zwierząt nie powinni i prawdopodobnie nie będą zadowoleni jedynie z przybliżonej odległości znacznika ETL (np. 10 cM).

kolejny ważny krok, identyfikacja i klonowanie ETL, jest niesamowity. Mapy powiązań o dużej gęstości, liczne delecje chromosomalne i duże stygi wkładek, które znacznie przyczyniły się do klonowania pozycyjnego ludzkich chorób loci, są po prostu niedostępne dla klonowania ETL zwierząt. Jest mało prawdopodobne, że to bogactwo zasobów będzie kiedykolwiek dostępne dla bydła. Jednak pozycyjne klonowanie ludzkich genów jest szybko Szyling w kierunku pozycyjnego kandydata (Collins 1995 ) podejście, które opiera się bardziej na dostępności puli wyrażonych genów mapowanych do tych samych regionów chromosomowych, co gen choroby, a mniej na chodzenie i skoki z połączonego markera. U bydła, jak u ludzi, 3-etapowy proces dla pozycyjnego kandydata klonowania genu dla ważnej cechy będzie (1) do zlokalizowania locus cechy do podregionu chromosomowego, (2) do wyszukiwania dostępnych baz danych dla rozsądnych genów kandydujących, i (3) do testowania genów kandydujących dla zmienności skorelowanych z fenotypem. Oczywiście Krok 2 jest nierealistyczny u bydła, ponieważ tylko 400 z około 70 000 genów zostało przypisanych do chromosomów w momencie pisania tego tekstu. Ten krok był prawie tak nierealistyczny u ludzi aż do późnych lat 1990, kiedy kilka międzynarodowych inicjatyw ukierunkowanych na mapowanie na dużą skalę wyrażonych znaczników sekwencji (ESTs 1 ). Sukces tych wysiłków sugeruje, że większość transkryptów ludzkich prawdopodobnie zostanie zmapowana w ciągu najbliższych kilku lat (Collins 1995 ). Tak więc kluczem do klonowania bydlęcego ETL mogą być porównawcze bazy danych genomu, które mogą przetłumaczyć 10-centymetrowy segment bydła na jego ludzki odpowiednik, a następnie mogą wyszukiwać Ludzkie Esty w segmencie z cechami, które można zastosować do fenotypu bydła.

można postawić hipotezę, że z około 20 potencjalnymi genami kandydującymi na centymetr, 200 genów lub Estów będzie stanowić całkowitą pulę kandydatów. Taka porównawcza strategia klonowania kandydatów stanowi nadzieję na klonowanie ETL, która nie jest widoczna w przypadku konwencjonalnych strategii klonowania genów ludzkich chorób opartych na mapie. Strategia ta została z powodzeniem wdrożona w poszukiwaniu opisanego powyżej genu podwójnego umięśnienia. Jednak systematyczne korzystanie z ludzkich baz danych EST do identyfikacji genów zwierzęcych odpowiedzialnych za ETL będzie wymagało map porównawczych z większą precyzją niż obecnie dostępne. Identyfikacja granic zachowanej syntezy nie jest wystarczająca. Musimy nadal identyfikować wewnętrzne przegrupowania, które towarzyszyły ewolucji chromosomów ssaków i doprowadziły do przegrupowania porządku genów w tych granicach zachowywanej syntenii. Obiecującym podejściem do uporządkowanych map porównawczych jest szersze zastosowanie radiacyjnego mapowania hybrydowego.

ważne jest również, aby zacząć mapować transkrypty bydła i geny kandydujące dla cech zlokalizowanych w określonych regionach genomowych. Ponownie, panele hybryd promieniowania będą miały kluczowe znaczenie dla mapowania est bydła i ich integracji z markerami mikrosatelitowymi z map połączeń.

wykorzystanie mapy i dostępność

Mapy genomu bydła wyrosły poza zakres pojedynczej ilustracji. Dane te wraz z obrazowymi przedstawieniami są jednak dostępne na kilku stronach internetowych(Tabela 1).

Tabela 1

strony internetowe dla baz danych dotyczących mapowania genów bydła

baza danych . adres .
US Bovine ArkDB http://bos.cvm.tamu.edu/bovarkdb.html
Animal Genome Database, Japonia http://ws4.niai.affrc.go.jp/jgbase.html
baza danych BovMap, INRA, Francja http://locus.jouy.inra.fr/cgi-bin/bovmap/intro.pl
Cattle Genome Database, SCIRO, Australia http://spinal.tag.csiro.au/
Meat Animal Research Center (MARC), USDA a http://sol.marc.usda.gov/
Illinois Reference/resource Families (IRRF) http://cagst.animal.uiuc.edu/
baza danych . adres .
US Bovine ArkDB http://bos.cvm.tamu.edu/bovarkdb.html
Animal Genome Database, Japonia http://ws4.niai.affrc.go.jp/jgbase.html
baza danych BovMap, INRA, Francja http://locus.jouy.inra.fr/cgi-bin/bovmap/intro.pl
Cattle Genome Database, SCIRO, Australia http://spinal.tag.csiro.au/
Meat Animal Research Center (MARC), USDA a http://sol.marc.usda.gov/
Illinois Reference/resource Families (IRRF) http://cagst.animal.uiuc.edu/
a

USDA, US Department of Agriculture.

Tabela 1

strony internetowe dla baz danych dotyczących mapowania genów bydła

baza danych . adres .
US Bovine ArkDB http://bos.cvm.tamu.edu/bovarkdb.html
Animal Genome Database, Japonia http://ws4.niai.affrc.go.jp/jgbase.html
baza danych BovMap, INRA, Francja http://locus.jouy.inra.fr/cgi-bin/bovmap/intro.pl
Cattle Genome Database, SCIRO, Australia http://spinal.tag.csiro.au/
Meat Animal Research Center (MARC), USDA a http://sol.marc.usda.gov/
Illinois Reference/resource Families (IRRF) http://cagst.animal.uiuc.edu/
baza danych . adres .
US Bovine ArkDB http://bos.cvm.tamu.edu/bovarkdb.html
Animal Genome Database, Japonia http://ws4.niai.affrc.go.jp/jgbase.html
baza danych BovMap, INRA, Francja http://locus.jouy.inra.fr/cgi-bin/bovmap/intro.pl
Cattle Genome Database, SCIRO, Australia http://spinal.tag.csiro.au/
Meat Animal Research Center (MARC), USDA a http://sol.marc.usda.gov/
Illinois Reference/resource Families (IRRF) http://cagst.animal.uiuc.edu/
a

USDA, US Department of Agriculture.

3 mapy połączeń omówione w powyższej sekcji zatytułowanej aktualny stan mapy można znaleźć odpowiednio na stronach CSIRO, MARC i IRRF. Sumaryczne mapy połączeń są generowane z baz danych NAGRP, Japonii i INRA. Strona NAGRP zawiera również mapy porównawcze” krowa na człowieku „i” człowiek na krowie ” z odpowiednimi danymi na myszach.

wniosek

Mapa genomu bydła zawiera mapę syntenową, mapę połączenia i co najmniej 1 hybrydyzację in situ dla każdego chromosomu. Na co najmniej 3 opublikowanych mapach łącznikowych umieszczono ponad 1400 znaczników. Znaczniki te są obecnie wykorzystywane do generowania map ETL w coraz szybszym tempie. Pytanie o to, jak zidentyfikować geny odpowiedzialne za zmapowany ETL u bydła (i innych gatunków zwierząt gospodarskich) jest ogromne. Jednym z proponowanych podejść jest porównawcze klonowanie pozycji kandydujących, w którym geny kandydujące z map ludzkich i mysich są uzyskiwane z mapy porównawczej bydła. Stało się oczywiste, że identyfikacja zachowanej synteny między gatunkami jest niewystarczająca do porównawczego klonowania pozycyjnego kandydata ze względu na obfite zmiany kolejności genów w zachowanych grupach syntenicznych. Trwające eksperymenty w celu dalszego rozwiązania kolejności genów obejmują międzygatunkowy Hybrydowy backcross i radiacyjną hybrydową analizę komórek somatycznych.

Andersson
L

Hayley
CS

Эллегрен
Godz.

Nott
SA

Johansson
M

Andersson
Do

Andersson-Eklund
L

Эдфорс-Lilja
Ja

Фредгольм
M

Hansson
Ja

Hakansson
J

K

.

1994

.

genetyczne mapowanie ilościowych cech loci dla wzrostu i otłuszczenia u świń

.

Nauka
236

:

1771

1774

.

Arruga
MV

Monteagudo
LV

Tejedor
MT

.

1992

.

przypisanie dwóch markerów przenoszonych przez ludzki chromosom I do różnych grup syntensyjnych bydła: FH do UI i PEPC do HI7 (chromosom 8)

.

Genet Komórek Cytogenetu
59

:

45

47

.

Barendse
W

Armitage
SM

Kossarek
LM

Szalom
A

Kirkpatrick
BW

Ryan
AM

Clayton
D

Li
L

Neibergs
HL

Zhang
N

Grosse
WM

Weiss
J

Creighton
P

McCarthy
F

Ron
M

Teale
AJ

frytki
R

McGraw
RA

Moore
SS

Georges
M

Soller
M

Womack
JE

Hetzel
DJS

.

1994

.

Mapa powiązań genetycznych genomu bydła

.

Nat Genet
6

:

227

235

.

Barendse
W

Vaiman
D

Kemp
SJ

Sugimoto
Y

Armitage
SM

Williams
JL

Sun
HS

Eggen
A

Agaba
M

Aleyasin
SA

Pasmo
M

biskup
MD

Буйткамп
J

Byrne
Do

Collins
F

Cooper
L

Rury miedziane
W

Denis
B

Дринкуотер
RD

Wielkanoc
Do

Элдук
C

Ennis
Z

Erhardt
G

Ферретти
L

Flavin
P

Gao
Q

Georges
M

Гурунг
P

Харлиций
B

Hawkins
G

Хетцель
J.

Hirano
T

Hulme
D

Jorgensen
Z

Kessler
M

Kirkpatrick
BW

Конфортов
B

Wysoka prędkość
Wysoka prędkość

Kun
C

Ленктра
JA

Левезиэль
Godz.

Levin
HA

Лейхе
B

Lil
L

Martin Барриэль
Ja

Mcgraw
P.A

Miller
JR

Moody
DE

Moore
SS

Nakane
S

Nijman
IJ

Olsaker
I

Pomp
D

Rando
A

Ron
M

Szalom
A

Teale
AJ

Thieven
U

Urquhart
БГД

nie określono
DI

Van de Wega
A

Varvio
Z

Велмала
P

Вилкки
J.

Вейкард
R

Woodside
C

Womack

Занотти
M

Saragossa
P

.

1997

.

Mapa powiązań genetycznych o średniej gęstości genomu bydła

.

Mamm
8

:

21

28

.

biskup
MD

Kappes
SM

Keele
JW

kamień
RT

Sunden
SLF

Hawkins
GA

Solinas Toldo
S

frytki
R

Grosz
MD

Yoo
J

Beattie
CW

.

1994

.

Mapa powiązań genetycznych bydła

.

genetyka
136

:

619

639

Charlier
C

Coppieters
W

Farnir
F

Grobet
L

Leroy
PL

Michaux
C

Mni
M

Schwers
A

Vanmanshoven
P

Hanset
R

Georges
M

.

1995

.

Gen MH powodujący podwójne umięśnienie u bydła mapuje na chromosom 2 bydła

.

Mamm
6

:

788

792

.

Chowdhary
BP

Frönicke
L

Gustavsson
I

Scherthan
H

.

1996

.

Analiza porównawcza genomów bydła i człowieka: Wykrywanie homologii chromosomalnych opartych na mapowaniu genów i ryb zoologicznych

.

Mamm
7

:

297

302

.

COGNOSAG .

.

1995

.

Revised guidelines for gene nomenclature in ruminants 1993

.

Genet Sel Evol
27

:

89

93

.

Collins
FS

.

1995

.

klonowanie pozycyjne przenosi się z perditional na tradycyjne

.

Nat Genet
9

:

347

350

.

Cowan
CM

zębina
MR

Ax
RL

Schuler
LA

.

1990

.

zmiany strukturalne wokół genu prolaktyny związane z cechami ilościowymi w elitarnej rodzinie Holsztyńskiej

.

Theor Appl Genet
79

:

577

582

.

Cox
DR

Burmeister
M

Cena

Kim
S

Myers
RM

.

1990

.

Radiation hybrid mapping: a somatic cell genetic method for constructing high-resolution maps of mammalian chromosomes

.

Nauka
250

:

245

250

.

Felius
M

.

1985

.

Rodzaj Bos: rasy bydła świata.
Rahway NJ

:

Merck Sharp & Dohme-AGVET, Division of Merck and Co

.

frytki
R

Eggen
A

Womack
JE

.

1993

.

Mapa genomu bydła

.

Mamm
4

:

405

428

.

Gallagher
DS

Jr

Threadgill
DW

Ryan
AM

Womack
JE

Irwin
DM

.

1993

.

fizyczne mapowanie rodziny genów lizozymu u bydła

.

Mamm
4

:

368

373

.

Gao
Q

Womack
JE

.

1997

.

Mapa genetyczna chromosomu 7 bydła z międzygatunkowym panelem krzyżowym

.

Mamm
8

:

258

261

.

Georges
M

Woda pitna
R

King
T

Mishra
A

Moore
SS

Nielsen
D

Sargeant
LS

Sorensen
A

Steele
MR

Zhao
X

Womack
JE

Hetzel
J

.

1993

.

mapowanie Mikrosatelitarne genu wpływającego na rozwój rogu W Box taurus

.

Nat Genet
4

:

206

210

.

Georges
M

Lanthrop
M

Dietz
AB

Mishra
A

Nielsen
D

Sargeant
L

Sorensen
A

Steele
MR

Zhao
X

Leipold
H

Womack
JE

.

1993

.

mapowanie Mikrosatelitowe genu powodującego chorobę Weavera u bydła pozwoli na badanie powiązanej cechy ilościowej locus

.

Proc Natl Acad Sci U S A
90

:

1058

1062

.

Georges
M

Nielsen
D

Mackinnon
M

Mishra
A

Okimoto
R

Pasquino
w

Sargeant
LS

Sorensen
A

Steele
MR

Zhao
X

Womack
JE

Hoeschelel
I

.

1995

.

mapowanie cech ilościowych loci kontrolujących produkcję mleka u bydła mlecznego poprzez wykorzystanie badań potomstwa

.

genetyka
139

:

907

920

.

Goss
SJ

Harris
H

.

1975

.

nowa metoda mapowania genów w ludzkich chromosomach

.

Przyroda
255

:

680

684

.

Grobet
L

Martin
LJR

Poncelet
D

Pirottin
D

Brouwers
B

Riquet
J

Schoeberlein
A

Dunnet
S

Menissier
F

Massabanda
J

frytki
R

Hanset
R

Georges
M

.

1997

.

delecja w genie miostatyny bydlęcej powoduje fenotyp o podwójnym umięśnieniu u bydła

.

Nat Genet
17

:

71

74

.

Hayes
H

.

1995

.

malowanie chromosomów za pomocą bibliotek DNA specyficznych dla ludzkich chromosomów ujawnia zakres i rozmieszczenie zachowanych segmentów w chromosomach bydła

.

Genet komórek Cytogenetu
71

:

168

174

Iannuzzi
L

Di Meo
G. P

Gallagher
DS

Ryan
AM

Ferrara
L

Womack
JE

.

1993

.

lokalizacja chromosomowa genów interferonu Omega i trofoblastu u kóz i owiec poprzez fluorescencyjną hybrydyzację in situ

.

J Hered
84

:

301

304

.

Kappes
SM

Keele
JW

kamień
RT

McGraw
RA

Sonstegard
TS

Smith
TPL

Lopez-Corrales
NL

Beattie
CW

.

1997

.

Mapa powiązań genomu bydła drugiej generacji

.

Genome Res
235
249

.

Lander
ES

Botstein
D

.

1989

.

mapowanie czynników Mendlowskich leżących u podstaw cech ilościowych za pomocą map łącznikowych RFLP

.

genetyka
121

:

185

199

.

Lewin
HA

Wu
M-C

Stewart
JA

Nolan
TJ

.

1988

.

związek pomiędzy zakażeniem BolLA a subklinicznym wirusem białaczki bydła w stadzie krów holsztyńsko-fryzyjskich

.

Immunologia
27

:

338

344

.

Ma
RZ

Beever
JE

Da
Y

Zielony
CA

Russ
I

Park
C

Heyen
DW

Everts
RE

Fisher
SR

Overton
KM

Teale
AJ

Kemp
SJ

Hines
HC

Guérin
G

Lewin
HA

.

1996

.

mapa połączeń męskich bydła (Box taurus)

.

J Hered
87

:

261

271

.

Nadeau
JH

.

1989

.

Mapy powiązań i synchronizacji między myszą a człowiekiem

.

Trendy Genet
5

:

82

86

.

O ’ Brien
SJ

.

1992

.

Mammalian genome mapping: Lessons and prospects

.

Curr Opin Genet Dev
1

:

105

111

.

O ’ Brien
SJ

Womack
JE

Lyons
LA

Moore
KJ

Jenkins
NA

Copeland
NG

.

1993

.

zakotwiczone loci referencyjne do porównawczego mapowania genomu u ssaków

.

Nat Genet
3

:

103

112

.

Paterson
AH

Lander
ES

Hewitt
JD

Peterson
S

Lincoln
SE

Tanksley
SD

.

1989

.

rozdzielenie cech ilościowych na czynniki Mendlowskie za pomocą pełnej mapy powiązań polimorfizmów długości fragmentu restrykcyjnego

.

Przyroda
335

:

721

726

.

Popescu
CP

Long
S

Riggs
P

Womack
J

Schmutz
S

frytki
R

Gallagher
DS

(Koordynator)

.

1996

.

standaryzacja nomenklatury kariotypu bydła: sprawozdanie Komitetu Normalizacyjnego kariotypu bydła

.

Genet Komórek Cytogenetu
74

:

259

261

.

Riggs
PK

Owens
KE

Rexroad
CE

III

Amaral
MEJ

Womack
JE

.

1997

.

opracowanie i wstępna charakterystyka międzygatunkowego panelu backcrossowego Box Taurus X B. gaurus

.

J Hered
88

:

373

379

.

Ryan
AM

Gallagher
DS

Jr

Schöber
S

Schwenger
B

Womack
JE

.

1994

.

mapowanie komórek somatycznych i lokalizacja in situ genu syntazy monofosforanu urydyny bydła (UMPS)

.

Mamm
5

:

46

47

.

Schwenger
B

Schöber
S

Szymon
D

.

1993

.

bydło WYSYPISKOWE posiada punktową mutację w genie syntazy monofosforanu urydyny

.

genomika
16

:

241

44

.

Szuster
DE

Kehrli
ME

Jr

Ackermann
MR

Gilbert
RO

.

1992

.

identyfikacja i występowanie wady genetycznej powodującej niedobór adhezji leukocytów u bydła Holsztyńskiego

.

Proc Natl Acad Sci U S A
89

:

9225

9929

.

Smith
C

Simpson
SP

.

1986

.

zastosowanie polimorfizmu genetycznego w doskonaleniu zwierząt gospodarskich

.

J Anim Breed Genet
103

:

205

217

.

Solinas-Toldo
S

frytki
R

Steffen
P

Neibergs
HL

Barendse
W

Womack
JE

Hetzel

Stranzinger
G

.

1993

.

fizycznie zmapowane, kosmidalne markery mikrosatelitarne jako loci kotwiczne na chromosomach bydła

.

Mamm
4

:

720

727

.

Solinas-Toldo
S

Lengauer
C

Frytki
R

.

1995

.

porównawcza Mapa genomowa ludzi i bydła

.

genomika
27

:

489

496

.

Soller
M

Beckmann
JS

.

1982

.

polimorfizmy długości fragmentów restrykcyjnych i poprawa genetyczna.
Proc of 2nd World Congress on Genetics Applied to animal Production, Madrid, October 4-8, 1982.
6

p

396

404

.

Threadgill
DW

Womack
JE

.

1991

.

mapowanie syntezy ludzkiego chromosomu 8 loci u bydła

.

Anim Genet
22

:

117

122

.

Trask
BJ

.

1991

.

hybrydyzacja fluorescencji in situ

.

Trendy Genet
7

:

150

154

.

Walter
MA

Spillett
DJ

Tomasz
P

Weissenbach
J

Goodfellow
PN

.

1994

.

sposób konstruowania hybrydowych map promieniowania całych genomów

.

Nat Genet
7

:

22

28

.

Weller
JL

Kashi
Y

Soller
M

.

1990

.

moc wzorów córek i wnuczek do określania związku między loci markera a cechą ilościową loci u bydła mlecznego

.

J Dairy Sci
73

:

2525

2537

.

Womack
JE

Kata
SR

.

1995

.

Bovine genome mapping: Evolutionary reference and the power of comparative genomics

.

Curr Opin Genet Dev
5

:

725

733

.

Womack
JE

Moll
YD

.

1986

.

Mapa genów krowy: zachowanie więzi z myszą i człowiekiem

.

J Hered
77

:

2
7

.

Yang
Y

Womack
JE

.

1997

.

Budowa mapy chromosomu bydlęcego 19 z międzygatunkowym krzyżakiem krzyżowym

.

Mamm
8

:

262

266

.

1

skróty użyte w niniejszym artykule: EST, znacznik wyrażonej sekwencji; ETL, cecha ekonomiczna loci; ryby, fluorescencja hybrydyzacji in situ; LAD, niedobór adhezji leukocytów; MAS, selekcja wspomagana markerem; QTL, cechy ilościowe loci.

Articles

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.