גילוי ואפיון סמנים מסוג SNP בבקר לחלב ויישומם באיתור הגן לאחוז חלבון בכרומוזום 6
מ. כהן, מ. רון, י. ולר, מ. שני, מ. ריכנשטיי וא. סרוסי - מינהל המחקר החקלאי, המכו לחקר בע" ח
א. עזרא – המ.ב. (במעמד קבלת מלגת מועצת החלב(
רקע: המהפכה הגנומית פותחת אפשרויות חדשות לזיהוי גנים כמותיים המשפיעים על תכונות כלכליות בחיות משק. עבודה זו מתמקדת בשיטת המיפוי ההשוואתי ככלי עזר מרכזי, המבוססת על דמיון ברצף הגנים בין אורגניזמים שונים וארגונם על פני הגנום אנו נעזרים בדמיון הרב ברצף הגנים וארגונם בין בקר, אדם ועכבר; ומשבטים in silico את הגנים האורתולוגיים באד או בעכבר באזורים כרומוזומליים מקבילים לאתרי הגנים לתכונות כלכליות בבקר.
מטרת עבודה: איתור הגן המשפיע על אחוז חלבון בכרומוזום 6 בבקר לחלב. עדויות על התפצלות גן כמותי לייצור חלבון ושומן בחלב בכרומוזום 6 התקבלו באוכלוסיות בקר שונות של הולשטיין ואירשייר. בעבודה קודמת נמצא ששני פרים ישראלים , מפי וגולית, הינם הטרוזיגוטים לגן הכמותי. לא נמצאו ביניהם קשרים גנטיים בשלושת הדורות האחרונים . באמצעות מיפוי לפי מקטעים, צמצמנו את רווח האמינות של מיקום הגן למקטע כרומוזומלי בן 4 יחידות מיפוי. לגן הכמותי השפעה של סטיית תקן פנוטיפית אחת על אחוז החלבון. האלל המעלה אחוז חלבון , מעלה גם תנובת חלבון ושומן, ומוריד תנובת חלב ולכן מיוחסת לו חשיבות טיפוחית רבה. זיהוי הגן יאפשר סלקציה ברמת האוכלוסייה, ללא צורך באנליזה משפחתית לכל פר חדש.
הנחת העבודה: האלל המעלה את אחוז החלבון הוא אלל קדום, אשר עבר בתורשה עוד לפני התפצלות הגזעים בבקר לפיכך, צפוי שגן זה יהיה שמור בפרים מפי וגולית, למרות שלא נמצא הורה משותף לפרים אלה לפי רשומiות ספר העדר. גנוטיפ הסמנים הגנטיים בשולי הגן הכמותי שונה בפרים אלה, ולכן נראה שבמידה וקיים אזור כרומוזומלי משותף לשני הפרים , הוא קטן ביותר. בכדי לזהות אזור משותף במקטע המטרה יש צורך באיתור סמני פולימורפיים במרחק של כל חצי יחידת מפה לפחות, לאורך המקטע הקריטי בן 4 יחידות מיפוי. בהעדר סמנים גנטיים מסוג (Single Nucleotide Polymorphism) SNPs מיקרוסטליטים , השתמשנו בסמנים גנטיים מסוג הנבדלים ביניהם בנוקלאוטיד יחיד. השתמשנו במיפוי השוואתי בין בקר, אדם ועכבר כדי ליצור רשימת גנים מועמדים לגן המשפיע על אחוז חלבון . עד כה התמקדנו בארבעה גנים מתוך רשימת הגנים המועמדים. הגן המועמד הראשון שנבדק, ,KIAA0914 נמצא מתבטא בבלוטת החלב של עכברות בלקטציה. הגן רוצף באוכלוסיית הבקר לחלב ולאחר מכן נסרק למציאת מוטציות נקודתיות ( המעידות על פולימורפיז ) לצורך מציאת תאחיזה בינו ובין אחוז חלבון בחלב ותכונות נוספות. מוטציה נקודתית נמצאה באינטרון מספר 9 של הגן ונקבעו גנוטיפי עבור כ 400 פרים באוכלוסיית הבקר הישראלי. שלוש מוטציות נוספות אשר נמצאו בגנים:SPP1, LAP3, ABCG2 : נבדקו אף הן על אוכלוסיית הפרים. היות וכל ארבעת הגנים האלו נמצאים בתאחיזה הדוקה, טרם נקבע בוודאות הסדר שלה על גבי הכרומוזו בבקר. בטבלה 1 מעל האלכסון , מוצגי ערכי ,2 χ 2 של חוסר תאחיזה בין הסמנים השונים, בכל ארבעת הגנים שנבדקו. ככל שער χ גבוה יותר, ניתן לקבוע כי הגנים ממוקמים קרוב יותר על גבי הכרומוזום. על סמך ערכים אלו, נקבע סדר הגנים בטבלה. סדר זה שונה מהסדר הקיים באדם. בטבלה ,2 מופיעות ההשפעות של ארבעת הסמנים על תכונות יבול חלב ואינדקס הטיפוח, על סמך מודל שכלל את השפעות כל הסמנים ואת שנת הלידה של הפרים. נמצא כי קיימת השפעה חזקה של שלושה מתוך ארבעת הסמנים על אחוז חלבון . רק הסמן ב LAP3 משפיע על יבול שומן ואינדקס הטיפוח. לעומת זאת, רק הסמן ב- SPP1 משפיע על תנובת חלב. על סמך תוצאות אלה ניתן לצפות כי הגן הכמותי ממוקם סמוך ל- 3LAP.
לסיכום: ניתן לקבוע כי קיים חוסר שיווי משקל תאחיזתי בין כל אחד מהסמנים שנתגלו בגנים המועמדים ובין הגן הכמותי על פני כרומוזום .6 ממצא זה מצביע על כן שגנים אלו נמצאים בקרבת הגן הכמותי המשפיע על אחוז חלבון . במקביל, אנו מרצפים גנים מועמדים נוספים, הממוקמים באזור הגן הכמותי, במטרה למצוא מוטציות נקודתיות נוספות, אשר יובילו אותנו בסופו של דבר לחשיפת הגן המועמד לאחוז חלבון .
לכל המבזקים....
office@milk.org.il פקס: 972-3-9564766 טל: 972-3-9564750 דרך החורש 4 , ת"ד 97, יהוד 5647003
מופעל באמצעות מעוף - מגוון אפקט