Распознавание носителей мутации стало возможным при введении в практику диагностического метода анализа рестрикции ДНК. Методом секвенирования гена, кодирующего субъединицу CD18, идентифицировано две точковые мутации [1], одна из которых (А —> G в позиции 383) приводит к аминокислотной замене аспаргиновая кислота —> глицин (Asp —> Gly). Эта мутация и является причиной возникновения BLAD-синдрома (рисунок 2).
Метод ПЦР-ПДРФ позволяет безошибочно выявить носительство мутации BLAD в гомо- и гетерозиготном состоянии на основе анализа продуктов амплификации участка гена CD18 по полиморфизму длин
рестрикционных фрагментов с использованием рестриктаз TaqI и HaeIII. Точковая мутация приводит к исчезновению сайта рестрикции для TaqI и появлению дополнительного сайта для HaeIII.
| Нормальный аллель | TAG | CCC | ATC | GAC | CTG | TAC | TAC |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Tyr | Pro | Ile | Asp | Leu | Tyr | Tyr | |
| Мутантный аллель | TAG | CCC | ATC | GGC | CTG | TAC | TAC |
| Tyr | Pro | Ile | Gly | Leu | Tyr | Tyr | |
Рисунок 2 – Структура точковой мутации в гене CD18, приводящей к BLAD-синдрому
DUMPS (Deficiency of Uridine Monophosphate Synthase) – моногенное аутосомное рецессивное заболевание (1 группа сцепления, локус 2391), обусловленное нарушением обмена веществ вследствие дефицита фермента уридинмонофосфатсинтетазы, связанного с воспроизводительной функцией животных, и влияет на выживаемость потомства.
Установлено, что DUMPS катализирует последний этап синтеза пиримидина, то есть конверсию оротовой кислоты в уридин-5'монофосфат (UMP) – предшественник пиримидиновых оснований, входящих в ДНК и РНК. Дефицит активности фермента – аутосомно рецессивный признак, причина дефекта синтеза нуклеиновых кислот. Это проявляется, в частности, в мегалобластозах, что сопровождается увеличением размеров клеток, например, эритроцитов и разрастанием эритробластной системы.
Также наблюдается проявление дефектов функционирования нервной системы организма животных. Мутация выявляется только у гомозиготных животных, вызывая гибель эмбрионов, как правило, после первых 40 дней развития, то есть на стадии имплантации зародыша в матку. В ряде случаев у носителей данной мутации наблюдается задержка роста и другие физиологические отклонения, что может приводить к летальным исходам. Выявленные в отдельных случаях более длительные межотельные периоды у гетерозиготных коров могут быть в определенной степени связаны с гибелью ранних эмбрионов, гомозиготных по этой мутации.
У гетерозиготных животных вследствие точечной замены С—>Т (рисунок 3) кодон 405 CGA, кодирующий аргинин, заменяется нонсенс-кодоном (Stop-codon) TGA. Точка мутации обозначена как R405 Stop. В результате синтез аминокислотной последовательности фермента является незавершенным и его молекула короче на 76 амино-
кислотных остатков в районе С-конца субьединицы, участвующей в катализе. Таким образом, у животных-носителей синдрома DUMPS вместо белка нормальной длины происходит синтез укороченного белка с нарушенными биологическими функциями. Из-за отсутствия каталитически активного сегмента белковой молекулы фермент лишен активности.
Нормальный ген UMPS Мутантный ген UMPS (DUMPS)
Arg Стоп1247 1247 5' - CC C GAGTA -3' 5' - CC T GAGTA -3' AvaI
Рисунок 3 – Схематическое изображение точковой мутации Arg405 Стоп в гене UMPS
Мутация приводит к утрате сайта рестрикции эндонуклеазой AvaI, что позволяет дифференцировать мутантные и нормальные аллели данного гена и типировать гетерозиготы.
Мониторинг мутации DUMPS может оказаться актуальным и для исследований по картированию в геноме КРС локусов количественных признаков, так как выявлено, что локусы генов CD18 (синдрома врожденного иммунодефицита) и UMPS сцеплены и расположены на первой хромосоме, на которой располагаются и гены, ассоциированные с признаками молочной продуктивности.
Ген SLC35A3 локализован на 3 хромосоме в локусе, ограниченном тремя микросателлитными маркерами INRA003, BMS2790, и ILSTS029, между BMS2790 и INRA003 (рисунок 4).
Синдром сложной деформации позвоночника (CVM) обусловлен действием рецессивной мутации, которая в гомозиготном состоянии является летальным и связана с геном SLC35A3 (бычьего растворимого переносчика семейства 35), играющего важную роль в развитии осевого скелета, принимая участие в молекулярных механизмах формирования позвоночника и ребер.
