从鉴定到基因表征——解开兽医学罕见疾病之谜

在兽医学中,解开罕见疾病的病因通常是一项具有挑战性的任务。受罕见疾病影响的动物的个案报告在帮助检测以前未知的遗传疾病方面具有重要价值。BMC兽医研究报告了兽医遗传学的变化,以及如何使用最先进的方法帮助一组研究人员为新生小牛出现的罕见皮肤病大疱性表皮松解症提供了遗传学解释。

一种罕见的疾病,也被称为孤儿病,是指影响一小部分人口的任何疾病,大多数此类疾病是由单个基因功能改变引起的。虽然个别疾病可能很罕见,但总体而言,它们是常见的,影响着全世界数百万人。这个全球基因项目据估计,全世界有令人震惊的3亿人受到一种罕见疾病的影响。

然而,尽管有大量关于人类罕见疾病的研究,但在家畜中,传统上罕见疾病的诊断很差。在非实验动物中,罕见遗传病的数量未知;然而动物的在线孟德尔遗传(OMIA)是一个动物遗传性疾病和相关基因的目录,报告了11种家畜的2500多种表型。

除了临床描述和病理检查外,基本的遗传原因大部分(约80%)仍然未知。发生在几代以前的隐性遗传突变或自发突变从头突变可能是原因之一。

值得庆幸的是,兽医遗传学领域在过去十年中取得了重大进展。许多家养动物的基因组,包括牛基因组在里面2009,已测序。最近,千牛基因组计划已启动,允许全球参与者访问大量牛控制基因组的序列数据。随着测序成本的迅速降低,这些新资源和工具的联合使用彻底改变了对传统基因发现策略难以解决的疾病和性状的遗传基础的剖析。

1022新的研究成果发表在BMC兽医研究介绍了德国和瑞士遗传和病理学专家成功合作的结果。

使用最先进的方法,研究人员团队能够确定一种罕见的皮肤病——大疱性结缔组织表皮松解症(EBJ)的遗传背景,该病发生在一头夏洛来犊牛身上,夏洛来犊牛是原产于法国的一种重要牛肉品种。

大疱性表皮松解症是一个总括术语,描述一组先天性和遗传性结缔组织疾病,这些疾病是由真皮表皮附着结构缺陷引起的。大疱性表皮松解症有三种主要类型,包括EBJ,但每种类型都会导致皮肤变得非常脆弱,导致皮肤和粘膜出现疼痛性水疱。在人类中,已经确定了EBJ的几种原因突变;然而,夏洛来牛EBJ的原因突变仍然未知。

马丁·彼得斯等人。https://www.biomedcentral.com/1746-6148/11/48
马丁·彼得斯等人。https://www.biomedcentral.com/1746-6148/11/48

在这项研究中,作者假设小牛的缺陷要么是隐性遗传的,要么是显性遗传的从头突变

由于家畜中存在许多已知的疾病和先天性综合征,在其他物种中无法发现类似的疾病,因此目前使用全基因组测序方法来检测自发性疾病从头单一受影响动物的突变。

因此,为了确定原因突变,作者使用下一代测序技术对受影响动物的整个基因组进行测序。在这里,对测序数据与参考序列的偏差进行检查,从而在一只动物的整个外显子组(即蛋白质编码的基因组子集)中产生数千个序列变体。

在目前的研究中,在1000公牛基因组计划数据库的最新序列变异数据库中搜索此类变异,该数据库包含已测序的“正常”牛基因组。这一“离散过滤”步骤用于通过假设在“过滤集”中发现的任何变体都不是致病性的,从而消除基因突变。因此,仅在一只受影响动物中存在的独特(私人)DNA变体的数量可以减少到极少数高优先级候选(如果不是单个的话)。

然而,尽管先进技术的使用是研究的基础,但值得注意的是,详细描述疾病表型是作者不可或缺的先决条件。

在人类医学中寻找类似的缺陷最终帮助研究小组确定了这种致命的牛皮肤病的致病突变。在筛选编码变异体后,他们发现整合素β4(ITGB4)中存在一致的功能缺失突变。这是首次在牛中报告隐性遗传ITGB4相关EBJ。

总的来说,这项研究提醒我们,目前的DNA测序方法为理解家畜罕见疾病的遗传背景提供了强有力的工具。对于饲养者来说,能够识别家畜罕见疾病中的致病突变使我们能够针对这些已知突变进行选择,帮助消除动物生产系统中的此类疾病。

你的种族是什么
维基百科–夏洛来牛和小牛

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