дает необходимость сложной и дорогой генетической экспертизы по потомству. Метод выявления мутаций на уровне ДНК позволяет при рецессивном наследовании генетических аномалий проводить весьма эффективную селекцию, ведущую к элиминации нежелательных аллелей и оздоровлению племенного генофонда.
К бесспорным преимуществам ДНК-маркеров относятся: повсеместность распространения, возможность тестирования любых последовательностей генома, анализа материнского (митохондриальная ДНК) и отцовского типа наследования (Y-хромосома), стабильность наследования, отсутствие плейотропного эффекта, множественность аллелей, информативность о природе генетических изменений, возможность проведения ретроспективных исследований. Из методических удобств следует отметить такие, как: возможность определения в любых тканях и на любых стадиях развития; длительность хранения образцов ДНК.
Полимеразная цепная реакция (ПЦР) – метод ферментативного синтеза ДНК-полимеразой определенных последовательностей ДНК in vitro с использованием двух праймеров (синтетических олигонуклеотидов), которые гибридизируются с противоположными нитями и фланкируют амплифицируемый фрагмент. Различные модификации метода ПЦР легли в основу создания разнообразных типов ДНКмаркеров, широко используемых в настоящее время в различных областях биологии и сельского хозяйства. Благодаря простоте и надежности метод ПЦР-ПДРФ получил широкое распространение и до сих пор используется для анализа аллельного полиморфизма генов у самых разных объектов, в особенности для типирования аллелей генов, ассоциированных с заболеваниями. Ограничением метода является то, что с его помощью можно тестировать только известные мутации, затрагивающие сайты рестрикции.
Изучение и анализ генетической структуры поголовья крупного рогатого скота по моногенным наследственным заболеваниям является актуальной проблемой, решение которой даст возможность осуществлять целенаправленный контроль за распространением мутаций в отечественных стадах. Это позволит повысить резистентность племенного поголовья республики и сохранность ремонтного молодняка, исключить завоз быков-носителей генетического груза, обеспечить ввод в племенные стада здоровых животных, корректировать программы племенной работы с голштинской породой. Введение принципа тестирования молодых бычков предотвратит последствия проявления мутаций в возрасте 6-7 лет, необходимых для оценки и квалификации производителей.
По результатам собственных исследований и мировых данных дан
обзор современного уровня знаний по этой проблеме: рассмотрены структурные схемы генов CD18, UMPS, SLC35A3, ASS, FANCI и представлена методика проведения анализа ПЦР-ПДРФ, проанализирована генетическая структура голштинской популяции отечественной селекции по локусам данных генов, даны практические предложения по использованию метода ДНК-диагностики моногенных наследственных заболеваний крупного рогатого скота в селекционном процессе.
ЛОКАЛИЗАЦИЯ ГЕНОВ И СТРУКТУРА ТОЧКОВЫХ МУТАЦИЙ
В настоящее время наиболее широко исследуются гены CD18, UMPS, SLC35A3, ASS, FANCI, точковые мутации в которых ассоциированы с такими заболеваниями крупного рогатого скота, как BLAD, DUMPS,CVM, BC и BY. О молекулярно-генетической природе мутаций для этих аутосомных рецессивных генов накоплено достаточное количество информации.
Синдром врожденного иммунодефицита (BLAD) крупного рогатого скота обусловлен точковой мутацией в кодирующей части аутосомного гена CD18, расположенного на первой хромосоме КРС (рисунок 1) и контролирующего синтез гликопротеина β -интегрина – поверхностного белка мембраны нейтрофилов, играющего ключевую роль в миграции лейкоцитов к очагу воспаления. Повреждение структуры этого белка приводит к множественным дефектам функции лейкоцитов, миграция которых к месту проникновения патогенов оказывается заблокированной, что исключает эти клетки из процесса уничтожения инфекции.
В гомозиготном рецессивном состоянии заболевание является летальным: у телят резко снижаются защитные свойства организма, их иммунная система не способна противостоять вирусным и бактериальным инфекциям, что приводит к гибели животных обычно в раннем возрасте (до года). Наиболее часто наблюдаются нарушения респираторной функции и функции желудочно-кишечного тракта. В гетерозиготном состоянии клинических проявлений не выявлено.
Впервые это заболевание крупного рогатого скота описано в 1983 году под названием «гранулоцитарный синдром», а позже получило название «дефицит лейкоцитарной адгезии». Нуклеотидная последовательность гена CD18 установлена Arnaout (1990), Kehrli et al. (1992), Tajima et al. (1994), Nagahata (2004) и другими. Молекулярные механизмы данного заболевания были описаны в 1990 году Arnaout.
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
