Открытие гена привело к созданию нового генетического теста на ОВП
Открытие гена, связанного с персистентной вирусной инфекцией, вызывающей неизлечимое заболевание — овечью прогрессирующую пневмонию (ОВП), — привело к разработке генетического теста для снижения воздействия этой болезни.
Медленно развивающееся истощающее заболевание, ОВП поражает миллионы овец по всему миру и является одной из самых затратных болезней для производителей в Северной Америке. Ранее было установлено, что 36% овцеводческих хозяйств и 24% протестированных овец в США были инфицированы вирусом овечьей прогрессирующей пневмонии (OPPV) — лентивирусными штаммами, поражающими иммунную систему.
Однажды инфицированные овцы остаются зараженными на всю жизнь. Зараженные матки примерно на 20% менее продуктивны: у них меньше ягнят, которые также весят меньше, чем ягнята от здоровых маток. Помимо пневмонии, у них наблюдаются признаки истощения, хромоты и синдрома «твердого вымени», при котором вымя становится твердым и почти не содержит молока. Зараженных маток часто выбраковывают.
Ученые из Исследовательского центра мясного животноводства им. Романа Л. Груски (USMARC) вместе с коллегами из других подразделений обнаружили и подтвердили, что ген TMEM154 влияет на восприимчивость овец к инфекции OPPV.
Путь к открытию
Исследования начались в конце 1990-х, когда ученые заметили, что уровень инфицирования OPPV различался среди пород овец в одних и тех же стадах в USMARC.
«В одной породе было инфицировано 80% животных, а в другой — 15%, — говорит микробиолог Майкл Хитон. — Они содержались вместе, но доля заразившихся была разной для каждой породы».
Это указывало на то, что генетика является основным фактором восприимчивости к OPPV. Команда начала изучение стада USMARC, тестируя овец на гены-кандидаты.
После 10 лет исследований ученые смогли провести полногеномный анализ благодаря разработке чипа Ovine SNP50 BeadChip. Они генотипировали животных и обнаружили ген TMEM154, влияющий на инфекцию OPPV, а также несколько его различных форм — гаплотипов. Хотя функция гена неизвестна, три основные формы — гаплотипы 1, 2 и 3 — были обнаружены у 97% более чем 8000 протестированных овец.
Тип гена имеет значение
«У овец в США обычно есть какая-то комбинация этих трех основных форм гена TMEM154, — говорит Хитон. — У каждого животного будет два гаплотипа — один унаследован от матери, другой от отца».
Гаплотипы 2 и 3 были тесно связаны с инфекцией OPPV и считаются формами с высокой восприимчивостью. Для повышения риска заражения была достаточна всего одна копия гаплотипа 2 или 3. В то же время матки с двумя копиями гаплотипа 1 имели значительно меньшую вероятность быть инфицированными.
«Бараны с двумя копиями гаплотипов 2 или 3 несут наибольший риск, — говорит Хитон. — При отборе баранов в своем стаде или покупке новых, возможно, стоит избегать таких. Но наши исследования показывают, что бараны с двумя копиями гаплотипа 1, по-видимому, дают преимущество».
Тестирование на риски
На основе этих выводов ученые совместно с компанией GeneSeek разработали генотипирующий тест, который теперь доступен для коммерческого использования. Он показывает, какие овцы имеют самый высокий генетический риск заражения при контакте с вирусом.
«Диагностические тесты для определения инфицированности овец OPPV существовали и раньше, — говорит генетик USMARC Крег Леймастер. — Но они не говорят нам, более или менее восприимчива овца к болезни. Наш тест добавил генетический компонент, которого раньше не было».
Производитель может сделать стадо свободным от болезни, удалив зараженных овец, но это не означает, что стадо будет устойчиво к болезни, если в него попадет инфицированное животное.
«Производители могут использовать наш маркер, чтобы сделать стадо генетически менее восприимчивым к болезни и, следовательно, со временем снизить риск повторного заражения животных», — говорит Леймастер.
Конечная цель — дать производителям инструменты для выбора племенного скота без генетических факторов риска, чтобы снизить распространенность OPPV и в конечном итоге искоренить ее в стадах.
Критически важно, чтобы производители понимали уровень заболеваемости в своем стаде, отмечает Леймастер. Не все стада заражены. Они могут оценить свою систему управления, взять информацию из этого исследования и решить, подходит ли она им.
Неблагоприятные условия содержания, такие как высокая плотность животных, содержание в помещении с плохой вентиляцией и влажный климат, могут усилить передачу вируса и преодолеть генетическую устойчивость овец.
«Мы не хотим преувеличивать значение этих открытий, но в то же время хотим, чтобы производители подумали, как они могут использовать это в своих интересах, — говорит Леймастер. — Мы продолжаем исследования и сможем предоставить дополнительную информацию в будущем. Я оптимистично настроен, что отрасль сможет успешно решить эту серьезную проблему».