Мутация гена вызывает смертность телят

Респираторные заболевания — одни из самых распространенных недугов у телят. Хьюберту Паушу с кафедры животноводства Технического университета Мюнхена и его команде удалось проследить ответственную за это генную мутацию как у бурой, так и у пёстрой пород. Виновник — рецессивная мутация, изменяющая структуру ресничек дыхательных путей. Она проявляется только у гомозиготных животных, то есть когда оба родителя были носителями мутации.

Измененная структура влияет на движение ресничек, препятствуя выведению достаточного количества секрета из дыхательных путей. Недостаточная очистка приводит к хроническим инфекциям. Дефектные реснички также являются причиной очень редкого респираторного заболевания у людей — первичной цилиарной дискинезии.

Исследование, опубликованное в мае в научном журнале BMC Genomics, было проведено кафедрой животноводства TUM совместно с учеными из Центральной рабочей группы австрийских селекционеров крупного рогатого скота, Компетентностного центра информатики и генетики для швейцарских селекционных организаций и ветеринарных клиник для крупного рогатого скота при университетах Вены и Цюриха.

Самое комплексное на сегодняшний день исследование данных по КРС

Мутация на 19-й хромосоме была обнаружена несколько лет назад у бурой породы. Теперь её нашли и у пёстрой. «Впервые удалось получить доказательства того, что генная мутация, вероятно, возникла ещё до разделения пород на бурую и пёструю», — говорит Пауш. Его команда изучила геномные последовательности 290 отобранных животных и, как следствие, несколько тысяч гигабайт данных.

При анализе геномных баз данных ассоциаций селекционеров команда также обнаружила, что мутация редко встречается у гомозиготных животных. «Когда и отец, и мать были носителями дефектного варианта гена, шансы на выживание их потомства значительно снижались. Гомозиготное потомство умирало вскоре после рождения и поэтому не включалось в геномную базу данных».

Сложный поиск больных телят

Чтобы выяснить причину такой высокой смертности, ученым требовалась информация именно о гомозиготных телятах, отсутствующая в базах. Команде пришлось идентифицировать таких животных сразу после рождения, чтобы охарактеризовать их клинически. «Найти нужных телят было непросто», — вспоминает Пауш. В итоге ученым удалось найти двенадцать гомозиготных телят: пять были мертворожденными, трое умерли в течение 30 дней, а четверых доставили в клиники в Вену и Цюрих.

Эти четыре телёнка имели значительно меньший вес и страдали хроническими респираторными заболеваниями. Из-за непрерывного ухудшения состояния животных пришлось усыпить через несколько недель. Патологическое исследование показало изменения в структуре ресничек в их дыхательных путях.

Радикальные последствия исследования для селекции

С момента публикации результатов селекционеры исключили носителей этой мутации из своих программ разведения. Хьюберт Пауш считает это решение «довольно радикальным» и непрактичным в среднесрочной перспективе. Он указывает: «Каждая особь несет дефектные гены». Тем не менее, он понимает реакцию ассоциаций: «Племенное животное с очень хорошим генетическим составом может дать 10 000, если не 100 000 потомков, поэтому рецессивные варианты, такие как мутация на 19-й хромосоме, могут очень быстро накапливаться в популяции».

По мнению Пауша, было бы гораздо разумнее избегать спаривания с коровами, которые также несут генную мутацию, учитывая, что гетерозиготный телёнок, несущий только один вариант дефектного гена, не заболеет. В настоящее время самок не генотипируют, но ученый TUM ожидает, что в ближайшем будущем это изменится.

Как только самки также будут повсеместно генотипированы, стратегии спаривания на основе генома позволят предотвращать скрещивание носителей. Таким образом, носители мутации, представляющие интерес для селекционеров, всё ещё могли бы использоваться, без рождения гетерозиготного потомства, страдающего хроническими респираторными заболеваниями.