Способ генотипирования крупного рогатого скота по аллелям 1401g/t гена lhcgr (ss52050737) методом пцр в режиме реального времени

Изобретение относится к области биотехнологии, молекулярно-генетической диагностики, генетики и селекции сельскохозяйственных животных. Способ генотипирования крупного рогатого скота по аллелям 1401G/T гена lhcgr (ss52050737) проводят методом ПЦР в режиме реального времени с использованием прямого праймера 5'-TGAACTCTCTGTCTACACCCTCACA-3', обратного праймера 5'-GCATGACTGGAATGGCATGTT-3', lhcgr-T-аллель-специфичного флуоресцентно-меченого зонда 5'-(FAM)-CACTAGAAAGATGTCACACC-(BHQ1)-3', lhcgr-G-аллель-специфичного флуоресцентно-меченого зонда, 5'-(VIC)-CTAGAAAGATGGCACACC-(BHQ1)-3', при этом для гомозиготных образцов по аллелю Т (генотип 1401Т/Т) детектируется нарастание флуоресценции по каналу FAM, для гомозиготных образцов по аллелю G (генотип 1401G/G) детектируется сигнал по каналу VIC, для гетерозиготного образца (генотип 1401T/G) наблюдается нарастание флуоресценции по обоим каналам детекции, а наличие двух красителей, FAM и VIC, позволяет однозначно определить присутствие каждого из исследуемых аллелей гена lhcgr в анализируемом образце ДНК и, соответственно, генотип животного. Изобретение позволяет упростить способ генотипирования крупного рогатого скота по аллельным вариантам 1401G/T (ss52050737) гена lhcgr, сократить время проведения анализа. 2 ил.

 

Изобретение относится к области биотехнологии, молекулярно-генетической диагностики, генетики и селекции сельскохозяйственных животных, в частности к оценке аллельного полиморфизма 1401G/T (ss52050737) гена lhcgr, кодирующего рецептор лютеинизирующего гормона/хориогонадотропина (luteinizing hormone/choriogonadotropin receptor, LHCGR) крупного рогатого скота молекулярно-генетическим методом исследования.

Изучение процесса трансплантации эмбрионов началось примерно сто лет назад и уже в 1970-х годах перешло в коммерческую сферу деятельности на международном уровне. Так, в 2016 году было получено 632 638 эмбрионов от 93 815 коров-доноров, из которых 196 тысяч были пересажены сразу, а оставшаяся часть была криоконсервирована. Лидером в области трансплантации эмбрионов на протяжении многих лет остается Северная Америка - в США и Канаде получено 52,5% от всего числа эмбрионов полученных in vivo, в то время как в Европе только 20,4% [G.A. Во, R.J. Mapletoft, "Embryo Transfer Technology in Cattle", Animal Biotechnology 1. - Springer, Cham, pp. 107-133. 2018; G. Perry. "Statistics of embryo collection and transfer in domestic farm animals", Embryo Transfer Newsletter, vol. 32, pp. 14-26. 2014]. В связи с таким широким распространением технологии трансплантации эмбрионов, появилась необходимость отбора коров-доноров по генетическим показателям чувствительности к процедуре стимуляции овуляции гонадотропными гормонами для дальнейшей оценки по количеству полученных зрелых ооцитов [G.A. Во, R.J. Mapletoft, "Historical perspectives and recent research on superovulation in cattle", Theriogenology, vol. 81, №1, pp 38-48. 2014]. В основе процесса суперовуляции лежит введение животным гонадотропных препаратов, одним из которых является лютеинизирующий гормон [W.K. Kroeze, D.J. Sheffler, B.L. Roth, "G-protein-coupled receptors at a glance", Journal of cell science, vol. 116, №24, pp. 4867-4869, 2003].

Рецептор лютеинизирующего гормона/хориогонадотропина (LHCGR) принадлежит к классу мембранных рецепторов, связанных с G-белкам [M.L. Dufau, С.Н. Tsai-Morris, Z.Z. Hu, Е. Buczko, "Structure and regulation of the luteinizing hormone receptor gene", The Journal of steroid biochemistry and molecular biology, vol. 53, №1-6, pp. 283-291, 1995]. У крупного рогатого скота (КРС) ген LHCGR локализован в 11 хромосоме и состоит из 11 экзонов [O.J. Ginther, D.R. Bergfelt, М.А. Beg, K. Kot, "Follicle selection in cattle: role of luteinizing hormone", Biology of reproduction, vol. 64, №1, pp. 197-205, 2001]. Полиморфизм данного гена может быть тесно связан с процессом суперовуляции [W.C. Yang, K.Q. Tang, S.J. Li, L.M. Chao, L.G. Yang, "Polymorphisms of the bovine luteinizing hormone/choriogonadotropin receptor (LHCGR) gene and its association with superovulation traits", Molecular biology reports, vol. 39, №3, pp. 2481-2487, 2012; Y. Yu, Y. Pang, H. Zhao, X. Xu, Z. Wu, L. An, J. Tian, "Association of a missense mutation in the luteinizing hormone/choriogonadotropin receptor gene (LHCGR) with superovulation traits in Chinese Holstein heifers", Journal of animal science and biotechnology, 3:35. 2012]. Ген lhcgr рассматривается как ген-кандидат для прогнозирования ответа на индукцию суперовуляции. А выявленные в гене полиморфные варианты рассматриваются в связи с фертильностью крупного рогатого скота [N. Hastings, S. Donn, K. Derecka, А.Р. Flint, J.A. Woolliams, "Polymorphisms within the coding region of the bovine luteinizing hormone receptor gene and their association with fertility traits", Animal genetics, vol. 37, №6, pp. 583-585, 2006; S.D. Cochran, J.B. Cole, D.J. Null, P.J. Hansen, "Discovery of single nucleotide polymorphisms in candidate genes associated with fertility and production traits in Holstein cattle", BMC genetics, 14: 49,2013; W.K. Santos-Biase, F.H. Biase, J.Jr. Buratini, J. Balieiro, Y.F. Watanabe, M.F. Accorsi, C.R. Ferreira, P. Stranieri, A.R. Caetano, F.V. Meirelles, "Single nucleotide polymorphisms in the bovine genome are associated with the number of oocytes collected during ovum pick up", Animal reproduction science, vol. 134, №3-4, pp. 141-149, 2012; H. Berg, "Restriction Fragment Length Polymorphism Analysis of PCR-Amplified Fragments (PCR-RFLP) and Gel Electrophoresis - Valuable Tool for Genotyping and Genetic Fingerprinting", in: Gel Electrophoresis - Principles and Basics: IntechOpen, 315-334, 2012]. Наиболее значимыми однонуклеотидными заменами (SNP) являются несинонимичные мутации, расположенные в экзонах гена, так как они ведут к замене аминокислотных остатков, что в свою очередь изменяет первичную структуру белка и может повлиять на его функции. Из всех найденных к настоящему времени SNP наибольший интерес представляет замена 1401G>T (ss52050737), так как было выявлено, что животные с генотипами GG или GT характеризуются более высокими показателями по общему количеству яйцеклеток, а по количеству выживших при трансплантации эмбрионов наилучшие показатели - у животных с генотипом GG. Так же животные с генотипом GG имеют наименьшее количество неоплодотворенных яйцеклеток по сравнению с носителями двух других генотипов [N. Hastings, S. Donn, K. Derecka, А.Р. Flint, J.A. Woolliams, "Polymorphisms within the coding region of the bovine luteinizing hormone receptor gene and their association with fertility traits", Animal genetics, vol. 37, №6, pp. 583-585, 2006]. Таким образом, ген lhcgr, кодирующий LHCGR, является одним из перспективных генетических маркеров репродуктивного статуса крупного рогатого скота.

Из уровня техники известен способ генотипирования крупного рогатого скота по аллелям 1401G/T (ss52050737) гена lhcgr, обеспечивающий их идентификацию на основе комбинации трех методов - полимеразной цепной реакции (ПЦР), анализа конформационного полиморфизма одноцепочечной ДНК на основе электрофоретического разделения полученных полиморфных фрагментов гена lhcgr (single-stranded conformation polymorphism - SSCP) и прямого секвенирования ДНК (прототип - Y. Yu, Y. Pang, Н. Zhao, X. Xu, Z. Wu, L. An, J.Tian, "Association of a missense mutation in the luteinizing hormone/choriogonadotropin receptor gene (LHCGR) with superovulation traits in Chinese Holstein heifers", Journal of animal science and biotechnology, 3:35. 2012]. Способ состоит в том, что для выявления аллелей 1401G/T гена lhcgr (ss52050737) на первом этапе анализа амплифицируют содержащий их участок гена lhcgr методом ПЦР с использованием праймеров sense: 5'-GCTCTACCTGCTGCTCAT-3' и anti-sense: 5'-TAATTGCTGACACCCACA-3'. Затем полученные ампликоны анализируют методом SSCP, а именно смешивают с 8 мкл денатурирующего раствора (95% формамида, 25 ммоль/л ЭДТА, 0,025% ксилол-цианола, 0,025% бромфенолового синего), нагревают в течение 10 мин при 98°С и охлаждают на льду. Денатурированную ДНК подвергают электрофорезу в 13% полиакриламидном геле (39: 1 акриламид/бисакриламид) в 1 × буфере ТВЕ при постоянном напряжении (120 В) в течение 8-10 ч. Гель окрашивают 0,1% раствором нитратом серебра. На последнем этапе продукты ПЦР с различной электрофоретической подвижностью секвенируют в обоих направлениях.

Основными недостатками прототипа являются многостадийность способа гентипирования крупного рогатого скота по аллельным вариантам 1401G/T (ss52050737) гена lhcg, основанного на комбинации трех методов (амплификация полиморфного участка гена методом ПЦР, электрофоретическое разделение полученных полиморфных фрагментов гена lhcgr, секвенирование ДНК), его продолжительность и трудозатратность.

Технический результат, обеспечиваемый изобретением, заключается в упрощении способа генотипирования крупного рогатого скота по аллельным вариантам 1401G/T (ss52050737) гена lhcgr, в сокращении времени проведения анализа.

Технический результат достигается тем, что способ генотипирования крупного рогатого скота по аллелям 1401G/T гена lhcgr (ss52050737) методом ПЦР в режиме реального времени состоит в том, что используются:

прямой праймер 5'-TGAACTCTCTGTCTACACCCTCACA-3'

обратный праймер 5'-GCATGACTGGAATGGCATGTT-3'

lhcgr-T-аллель-специфичный флуоресцентно-меченый зонд

5'-(FAM)-CACTAGAAAGATGTCACACC-(BHQ1)-3'

lhcgr-G - аллель-специфичный флуоресцентно-меченый зонд

5'-(VIC)-CTAGAAAGATGGCACACC-(BHQ1)-3'

Перечень графических материалов.

На фиг. 1 представлены нуклеотидные последовательности фрагмента гена lhcgr длиной 113 п.н., кодирующие аллели 1401G/T (ss52050737). Жирным шрифтом отмечены последовательности праймеров; жирным шрифтом и курсивом - последовательности зондов.

На фиг. 2 представлены: А - кривые флуоресценции для гомозиготных образцов по аллелю Т (генотип ТТ). В - кривые флуоресценции для гомозиготных образцов по аллелю G (генотип GG). С - кривые флуоресценции для гетерозигот (генотип TG). D - график распределения генотипов (ss52050737) гена lhcgr.

Патентуемый способ заключается в проведения ПЦР в режиме реального времени для генотипирования крупного рогатого скота по аллельным вариантам 1401G/T (ss52050737) гена lhcgr. Заявленный способ отличается тем, что используются два общих для аллельных вариантов праймера: прямой праймер lhcgr-F: 5'-TGAACTCTCTGTCTACACCCTCACA-3' и обратный праймер lhcgr-R: 5'-GCATGACTGGAATGGCATGTT-3', фланкирующие участок гена lhcgr длиной 113 п.н., и два аллель-специфичных флуоресцентно-меченых зонда lhcgr-T: 5'-(FAM)-CACTAGAAAGATGTCACACC-(BHQ1)-3' и lhcgr-G: 5'-(VIC)-CTAGAAAGATGGCACACC-(BHQ1)-3' (фиг. 1).

Точки мутаций те же, что и в прототипе, однако подход детекции иной: в заявленном изобретении осуществляется идентификация полиморфизма методом ПЦР в режиме реального времени с помощью флуоресцентно-меченых аллель-специфичных зондов.

В патентуемом способе идентификации аллельных вариантов 1401G/T (ss52050737) гена lhcgr на основе ПЦР в режиме реального времени используются два праймера, общие для обоих аллелей гена, и два аллель-специфичных флуоресцентно-меченых зонда типа TaqMan (Фиг. 1). Праймеры lhcgr-F и lhcgr-R инициируют амплификацию участка гена lhcgr крупного рогатого скота длиной 113 п.н. Реакцию амплификации проводили в 10 мкл смеси ПЦР, содержащей 5 мкл реактива LightCycler® 480 Probes Master («Roche», Швейцария), по 0.4 мкМ прямого праймера lhcgr-F: 5'-TGAACTCTCTGTCTACACCCTCACA-3' и обратного праймера lhcgr-R: 5'-GCATGACTGGAATGGCATGTT-3', по 0.2 мкМ аллель-специфичных зондов lhcgr-T: 5'-(FAM)-CACTAGAAAGATGTCACACC-(BHQ1)-3' (0.2 μМ) и lhcgr-G: 5'-(VIC)-CTAGAAAGATGGCACACC-(BHQ1)-3', 10 нг ДНК. ПЦР проводили с помощью прибора LightCycler 96 («Roche», Швейцария) в оптимизированных условиях (95°С - 10 мин.; 95°С 15 сек., 58°С r 30 сек., 72°С 20 сек., 40 циклов). Детекция флуоресценции проводилась на стадии элонгации по каналам FAM и VIC. Для анализа результатов генотипирования по конечной точке использовали программное обеспечение к амплификатору LightCycler® 96 версии SW1.1. Идентификация аллелей 1401G/T (полиморфизм ss52050737) основана на сравнении интенсивности флуоресценции красителей VIC и FAM, соответственно. Для определения генотипа животного используются конечные значения флуоресценции красителей FAM и VIC. Программное обеспечение для амплификатора LightCycler® 96 версии SW1.1. представляет результаты генотипирования в виде распределения генотипов (Фиг. 2D). Для гомозиготных образцов по аллелю Т (генотип 1401Т/Т) детектируется нарастание флуоресценции по каналу FAM (Фиг. 2А). Для гомозиготных образцов по аллелю G (генотип 1401G/G) детектируется сигнал по каналу VIC (Фиг. 2В). Для гетерозиготного образца (генотип 1401T/G) наблюдается нарастание флуоресценции по обоим каналам детекции (Фиг. 2С). Наличие двух красителей, FAM и VIC, позволяют однозначно определить присутствие каждого из исследуемых аллелей гена lhcgr в анализируемом образце ДНК и, соответственно, генотип животного.

Разработанный метод на основе ПЦР в реальном времени был валидирован на 195 образцах ДНК коров черно-пестрого голштинизированного скота. Результаты генотипирования показали, что 43,2% животных являлись носителями обоих аллелей (генотип GT), 15,2% коров были гомозиготами по аллелю Т (генотип ТТ) и 41,6% % животных - гомозитотами по аллелю G (генотип GG). Таким образом, в изученной популяции крупного рогатого скота частота аллеля G, связанная с более высокими показателями общего числа ооцитов и числа выживших эмбрионов после трансплантации, а также с наименьшим числом неоплодотворенных ооцитов, составила 63,2%.

Валидацию способа проводили с помощью анализа по прототипу (Y. Yu, Y. Pang, Н. Zhao, X. Xu, Z. Wu, L. An, J.Tian, "Association of a missense mutation in the luteinizing hormone/choriogonadotropin receptor gene (LHCGR) with superovulation traits in Chinese Holstein heifers", Journal of animal science and biotechnology, 3:35. 2012). Результаты обоих методов генотипирования полностью совпали. Однако, патентуемый способ позволяет упростить и значительно (до 1 часа) сократить время проведения анализа за счет проведения одновременно амплификации полиморфного участка гена lhcgr и детекции его алелльных вариантов 1401G/T (ss52050737) методом ПЦР в режиме реального времени, что выгодно отличает его от анализа, используемого в прототипе.

Таким образом, разработан эффективный и надежный способ для экспресс-идентификации аллельных вариантов 1401G/T (ss52050737) гена lhcgr крупного рогатого скота методом ПЦР в режиме реального времени с использованием аллель-специфичных флуоресцентно-меченых зондов. Разработанный метод позволяет проводить генотипирование до 480 животных по аллельным вариантам 1401G/T (ss52050737) гена lhcgr (в зависимости от модели амплификатора) в течение 1 часа и может быть использован для отбора перспективных коров-доноров эмбрионов.

Способ генотипирования крупного рогатого скота по аллелям 1401G/T гена lhcgr (ss52050737) методом ПЦР в режиме реального времени, отличающийся тем, что используются:

прямой праймер 5'-ТСААСТСТСТСТСТАСАСССТСАСА-3',

обратный праймер 5'-GCATGACTGGAATGGCATGTT-3',

lhcgr-T-аллель-специфичный флуоресцентно-меченый зонд

5'-(FAM)-CACTAGAAAGATGTCACACC-(BHQ1)-3',

lhcgr-G-аллель-специфичный флуоресцентно-меченый зонд

5'-(VIC)-CTAGAAAGATGGCACACC-(BHQ1)-3'.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к биотехнологии и микробиологии. Предложен способ идентификации и количественной оценки патогенных и условно-патогенных бактерий Bacillus cereus, Campylobacter coli, Campylobacter jejuni, Clostridium perfringens, Cronobacter sakazii, Escherichia coli, Listeria monocytogenes, Proteus mirabilis, Salmonella enteric, Shigella sp., Staphylococcus aureus, Vibrio cholera, Vibrio parahaemoliticus в пищевых субстратах с использованием высокопроизводительного секвенирования.

Изобретение относится к области биотехнологии. Раскрыты синтетические олигонуклеотиды для выявления ДНК вируса Torque teno midi virus рода Gammatorquevirus семейства Anelloviridae.
Изобретение относится к области биотехнологии. Предложен способ получения таргетной ДНК клинических изолятов урогенитальных микоплазм.

Изобретение относится к области биотехнологии и молекулярной биологии. Предложен способ диагностики заболевания, которое вызывает ответ иммунной системы, включающий забор образца ткани или крови у каждого из многих субъектов в группе пациентов и в контрольной группе, где группа пациентов включает субъектов, которые имеют одинаковое заболевание, и контрольная группа включает субъектов, которые являются здоровыми; выделение лимфоцитов из каждого образца; выделение полинуклеотидов из лимфоцитов каждого образца; амплификацию выделенных полинуклеотидов с использованием способа arm-ПЦР и секвенирование иммунного репертуара каждого субъекта в каждой из двух групп для идентификации каждой уникальной последовательности CDR3, присутствующей в образцах, и для определения частоты встречаемости каждой уникальной последовательности CDR3; идентификацию последовательностей CDR3, которые являются общими между по меньшей мере двумя субъектами в каждой из контрольной группы и группы пациентов; ранжирование последовательностей CDR3 по порядку частоты встречаемости; идентификацию связок из каждой группы; и идентификацию связок, которые в статистически значимой степени ассоциированы с группой пациентов, с предоставлением сигнатуры заболевания.

Изобретение относится к биотехнологии, а именно к акушерству, гинекологии, инфекционной патологии и иммунологии, и может быть использовано при прогнозировании исхода беременности при урогенитальной инфекции.

Изобретение относится к биотехнологии, а именно к акушерству, гинекологии, инфекционной патологии и иммунологии, и может быть использовано при прогнозировании исхода беременности при урогенитальной инфекции.

Изобретение относится к биотехнологии, а именно к молекулярной биологии. Разработан набор олигонуклеотидных праймеров и флуоресцентно-меченого зонда для идентификации вируса Западного Нила 1 генотипа методом полимеразной цепной реакции с обратной транскрипцией и гибридизационно-флуоресцентным учетом результатов, комплементарных фрагментам гена полипротеина вируса Западного Нила 1 генотипа, обладающих активностью прямого и обратного праймеров, и зонда, сконструированного по типу «молекулярного маяка», обеспечивающего флуоресцентную детекцию продукта амплификации размером 152 п.н.

Изобретение относится к биотехнологии, а именно к молекулярной биологии. Разработан набор олигонуклеотидных праймеров и флуоресцентно-меченого зонда для идентификации вируса Западного Нила 1 генотипа методом полимеразной цепной реакции с обратной транскрипцией и гибридизационно-флуоресцентным учетом результатов, комплементарных фрагментам гена полипротеина вируса Западного Нила 1 генотипа, обладающих активностью прямого и обратного праймеров, и зонда, сконструированного по типу «молекулярного маяка», обеспечивающего флуоресцентную детекцию продукта амплификации размером 152 п.н.

Изобретение относится к биотехнологии, а именно к акушерству, гинекологии, инфекционной патологии и иммунологии, и может быть использовано при прогнозировании исхода беременности при урогенитальной инфекции.

Изобретение относится к биотехнологии, а именно к акушерству, гинекологии, инфекционной патологии и иммунологии, и может быть использовано при прогнозировании исхода беременности при урогенитальной инфекции.

Изобретение относится к биотехнологии и представляет собой способ прогнозирования скорости прогрессирования рассеянного склероза у больных, получающих терапию препаратами интерферона-бета.

Изобретение относится к областям биотехнологии, молекулярной биологии и медицинской микробиологии. Описан набор олигонуклеотидных праймеров для реакции петлевой изотермической амплификации (LAMP), который позволяет амплифицировать специфические для бактерий вида Francisella tularensis фрагменты ДНК из целевого гена, имеющего нуклеотидную последовательность SEQ ID №1.

Изобретение относится к областям биотехнологии, молекулярной биологии и медицинской микробиологии. Описан набор олигонуклеотидных праймеров для реакции петлевой изотермической амплификации (LAMP), который позволяет амплифицировать специфические для бактерий вида Francisella tularensis фрагменты ДНК из целевого гена, имеющего нуклеотидную последовательность SEQ ID NO: 1.

Изобретение относится к способу использования маркерных белков сапробных групп индикаторных организмов для оценки экологического состояния окружающей среды. Способ предусматривает отбор пробы организмов из оцениваемой среды, проведение анализа аминокислотных последовательностей маркерных белков индикаторных организмов на определение участков аминокислотных последовательностей маркерных белков, уникальных для каждой сапробной группы индикаторных организмов.

Изобретение относится к области биотехнологии. Influenzavirus А, подтип H5N8, штамм A/UNL/HK/2:6/2017 (H5N8), депонированный в Государственную коллекцию вирусов ФГБУ «ФНИЦЭМ им.

Изобретение относится к области биотехнологии. Изобретение представляет собой Influenzavirus А, подтип H9N2, штамм А/HK/HK/6:2/2016 (H9N2), депонированный в Государственную коллекцию вирусов ФГБУ «ФНИЦЭМ им.
Изобретение относится к области биотехнологии. Изобретение представляет собой питательную среду плотную для культивирования и сбора биомассы вакцинного штамма чумного микроба Y.

Изобретение относится к биотехнологии. Предложен штамм гриба Stagonospora cirsii, являющийся продуцентом гербарумина I и стагонолида А.

Изобретение относится к микробиологии и биотехнологии. Предложен рекомбинантный штамм дрожжей Pichia pastoris ВКПМ Y-4394, продуцирующий ксиланазу.

Изобретение относится к микробиологии и биотехнологии. Предложен рекомбинантный дрожжей Komagataella kurtzmanii ВКПМ Y-4464, продуцирующий β-глюканазу.

Изобретение относится к области биохимии, в частности к композиции для обнаружения устойчивого к метициллину Staphylococcus aureus (MRSA), содержащего нуклеиновые кислоты MREJ типа xxi. Также раскрыт набор для обнаружения устойчивого к метициллину Staphylococcus aureus (MRSA), содержащего нуклеиновые кислоты MREJ типа xxi. Раскрыт способ обнаружения устойчивого к метициллину Staphylococcus aureus (MRSA), содержащего нуклеиновые кислоты MREJ типа xxi. Изобретение обладает способностью эффективно обнаружить устойчивого к метициллину Staphylococcus aureus (MRSA). 3 н. и 36 з.п. ф-лы, 1 ил., 5 табл., 3 пр.
Наверх