1. Сколько экзонов имеет ген гипофизарного фактора транскрипции?

2. Где локализован ген bPit-1 крупного рогатого скота?

3. Присутствие мутаций в какой области гена гипофизарного фактора

транскрипции может ассоциироваться с продуктивностью крупного рогатого скота?

1. В каком году был клонирован ген гипофизарного фактора

транскрипции?

1. В каких клетках гипофиза установлена высокая экспрессия гена bPit-1 ?

2.1.2 Биологическая роль белка Pit-1

Физиологическая роль белка Pit-1 в развитии клеток и секреции гормонов была продемонстрирована на мутациях гена bPit-1 у мышей и человека. Так мутации гена bPit-1 приводят карликовости у мышей [126]. Мутация у Snell dwarf мышей, идентифицированная как одиночная рецессивная аутосомная мутация, препятствует развитию клеток гипофиза, которые секретируют гормон роста, пролактин и тиреотропин. Это нарушает пролиферацию соматотрофов, лактотрофов и тиротрофов и приводит к отсутствию экспрессии генов гормона роста, пролактина и тиреотропина [148-150].

Другая мутация у карликовых мышей Jackson mouse представляет собой значительное изменение структуры гена bPit-1 и отсутствию экспрессии bPit-1 [126]. Такие мыши так же имеют недоразвитый гипофиз и характеризуются комбинированным дефицитом гормона роста, пролактина и β-субъединицы тиреотропина.

У человека и грызунов Pit-1 выполняет сходные функции. Как и следовало ожидать, возникновение мутаций в гене bPit-1 у человека вызывает комбинированный гормональный дефицит гипофизарных гормонов сопровождающийся различными эндокринных заболеваний [151].

Имеются данные в пользу того, что мутации, возникающие в гене bPit-1 , могут быть ассоциированы со скоростью роста, признаками мясной и молочной продуктивности у животных, в том числе и домашнего скота. В частности, было обнаружено, что ген bPit-1 ассоциирован с мясными признаками у свиней [152, 153].

Контрольные вопросы:

1. На мутациях генов у каких организмов демонстрируется физиологическая роль гена гипофизарного фактора транскрипции?

2. К чему приводят мутации гена гипофизарного фактора транскрипции у мышей?

3. Каковы последствия в организме мышей при отсутствии экспрессии гена гипофизарного фактора транскрипции?

4. Какие последствия вызывает мутация гена bPit-1 у человека?

1. У каких животных ген bPit-1 ассоциируется с признаками мясной продуктивности?

2.1.3 Полиморфизм гена bPit-1

В настоящее время выявлено значительное количество точковых мутаций гена bPit-1 у представителей различных пород, как мясного, так и молочного направления. Три мутации - Pit1I3H (C- и D–аллели), Pit1I3N (M- и N–аллели) и Pit1I3NL (G- и H–аллели), локализованы в третьем интроне. Эти мутации выявляются с помощью рестриктаз HinfI, NciI и NlaIII, соответственно. Так же по одной мутации Pit1I4N (E- и F–аллели), Pit1I5 , Pit1E6H (О- и Р–аллели) были обнаружены в четвертом, пятом интронах и шестом экзоне гена bPit-1 . Нуклеотидные замены в четвертом интроне и шестом экзоне идентифицируются эндонуклеазами BstNI и HinfI, соответственно [134, 154].

Несколько новых мутаций гена bPit-1 были выявлены при исследовании американской популяции голштинского крупного рогатого скота. Так, были идентифицированы три молчащие трансверсии: G→A во втором экзоне, T→C, A→G, C→A в третьем экзоне .

Таблица 3 – Точковые мутации гена bPit-1

Для гена bPit-1 идентифицирован полиморфизм, распознаваемый рестриктазой HinfI. Молекулярной основой для данного полиморфизма является молчащая мутация (G→A), локализованная в шестом экзоне [155]. Несмотря на то, что данная мутация не приводит к аминокислотной замене белка и теоретически не должна влиять на его физиологические свойства, рядом авторов выявлены различные виды ассоциации этого полиморфизма, как с признаками мясной, так и молочной продуктивности у представителей разных пород. Высокая частота аллеля bPit1- HinfI^A (0.26, 0.757, 0.296, 0,35) была выявлена в исследованиях Moody D.E. et al. (1995), Klauzinska et al. (2001), Oprzadek et al. (2003), Dybus A. et al. (2004) Moravcikova N. et al. (2013), Тюлькин С.В [127, 157 - 159]. Низкая частота аллеля bPit1- HinfI^A (0.18, 0.15 и 0.15) наблюдалась в исследованиях Renaville et al. (1997), Woollard et al. (1994), Hori-Oshima и Barreras-Serrano (2003) [120, 134, 160].

В некоторых литературных источниках имеются данные о преобладании bPit1- HinfI^B -аллеля в группах крупного рогатого скота разных пород. В работе Dybus A. et al. (2004) по изучению генетической структуры по гену bPit-1 в группах коров польской черно-пестрой породы частота bPit1-HinfI^B -аллеля составляла 0,757 [156]. Такую же частоту bPit1- HinfI^B -аллеля выявил Noor R.R. et. al (2015) при исследовании полиморфизма Pit1- HinfI в популяции крупного рогатого скота Bos javanicus в Индонезии [161]. Михайлова М.Е. (2008) в группе быкопроизводящих коров черно-пестрой породы зафиксировала частоту bPit1- HinfI^B -аллеля 0,64 [162]. Mohammad Ali E. et. al. (2009) в группе коров голштинской породы выявил частоту этого аллеля – 0,744 [163]. Hori-Oshima S. et. al установил, что доля bPit1- HinfI^BB -генотипа составляет более 71% [160].

В настоящее время работы по выявлению новых полиморфных вариантов для гена bPit1 продолжаются.

Так, выявлены три новых полиморфизма гена: С→G замена в области первого интрона, миссенс-мутация Т→С приводящая к замене фенилаланина (ТТС) на серин (ТСС) в пятьдесят седьмом положении белка и молчащая G→А замена в области второго экзона. Данная замена детектируема с помощью метода ПЦР-ПДРФ и распознается рестриктазой TagI. Данный полиморфизм протестирован на китайских популяциях голштинского и ангусского скота, а также на животных породы Qinchuan, Jiaxian Red, Luxi. Значимой ассоциации с признаками мясной продуктивности выявлено, однако, не было [164].

W. Huang et al. (2008) при исследовании американской популяции голштинского скота так же выявлено несколько новых мутаций гена bPit1. В частности, ими идентифицировано три молчащие мутации: G→A замена во втором экзоне, Т→C и А→G замена в третье экзоне. Так же в третьем экзоне ими выявлена мутация, приводящая к аминокислотной замене пролина на гистидин в семьдесят шестом положении белка. Данная однонуклеотидная замена идентифицируется с помощью метода ПЦР-ПДРФ и распознается с помощью рестриктазы StuI. Рестриктаза распознает С аллель. Полиморфизм bPit1- StuI исследован на данной популяции с целью выяснить его влияние на развитие признаков молочной продуктивности. Было отмечено, что носители редкого генотипа Pit1- StuI^АА , характеризуются большей длительностью периода лактации более высокими показателями общей молочной продуктивности [165].

Контрольные вопросы:

1. Какие мутации гена bPit-1 известны в настоящее время?

2. Какой наиболее распространенный метод определения точковых мутаций генов?

3. Какими исследователя была отмечена высокая частота bPit1- HinfI^A аллеля?