Identification of candidate genes for reproductive traits in cattle using a functional interaction network approach

Reproduction is a key element in cattle production systems. Systems biology approaches, including those involving gene networks, have been applied to genetic dissection complex phenotypes in cattle. A set of 385 genes associated with reproductive traits in cattle were included in a protein-protein network analysis to identify and prioritize candidate genes related to phenotypic differences in cattle reproduction. Genes belonging to the ubiquitin family - Ubiquitin C (Ubc, Gene ID: 444874) and Ubiquitin B (Ubb, Gene ID: 281370) -had the highest probability of being associated with these traits in cattle. Both proteins were identified as important hubs in a protein-protein interaction network, each having 3,775 interactions of 3,856 possible. Resequencing of the Ubb gene coding region to evaluate the presence of SNPs in a discovery population identified the G/T (rs110366695) transversion. This causes emergence of a stop codon and a protein truncated by 287 aa. The allelic frequency distributions found in two beef cattle breeds highlight the promise of further research into the effects of protein truncation and the potential of these proteins as molecular markers for semen quality

Mejoramiento genético asistido para características reproductivas de animales domésticos : Marker assisted selection for reproductive traits in domestic animal

En los sistemas de producción animal, las características de reproducción influyen significativamente en su eficiencia y rentabilidad. La reproducción como herramienta de cambio genético necesariamente requiere de estrategias que identifiquen la variabilidad genética de los caracteres de interés; sin embargo, debido a su naturaleza compleja todos los caracteres reproductivos requieren del entendimiento de su arquitectura genética, condición que por su baja heredabilidad resulta complejo por métodos convencionales. La biotecnología genómica en la actualidad propone el mejoramiento genético sustantivo por medio del uso e implementación de marcadores genéticos, sobre todo del tipo SNP. En los últimos años se ha investigado intensivamente, en ganado ovino y bovino, la variabilidad genética de caracteres reproductivos utilizando la búsqueda de variantes alélicas en genes candidatos que expliquen esta variabilidad y puedan ser empleados durante la selección. Actualmente en algunos casos su uso es una realidad (p.e. fecundidad, tamaño de camada en razas ovinas). Para otras características aún es requerida mayor investigación y validación de sus efectos putativos. En perspectiva, el futuro avizora mejores y más intensos logros con la disminución de los costos de tipificación y el mayor entendimiento en la interacción de los genes en caracteres complejos

Polymorphism in Calpain gene of registered Brahman cattle from Mexico

The present study was conducted to assess genotypic, allelic and haplotypic frequencies, in Brahman cattle in Mexico, of three single nucleotide polymorphism markers in the m -calpain gene, previously associated with beef tenderness in European, crossbred, and Zebu cattle (C316, C530, C4751).  Three allelic discrimination assays were designed for generation of the said frequencies.  The C316 marker showed a high frequency of the heterozygotic genotype (CG = 92%), and frequencies of these alleles were similar (54 and 46% for G and C, respectively).  By contrast, for C530, the main segregated genotype was the A alleles homozygote (98%).  For C4751, the heterozygotic genotype (CT) had the highest frequency (99%).  As to haplotypes, the most frequent compositions were GAT (50%) and CAC (45%).  These findings suggest that some favorable alleles for beef tenderness (C in 316 and C4751) are appreciably segregated in the Brahman population sampled. Thus, favorable homozygotic genotypes might be increased by integrated selection programs, including either the single marker or dual marker haplotype evaluation.  Further research is needed to determine relationships between meat quality traits (beef tenderness) and productive performance (current selection criteria), thus to promote consumption of Brahman beef and better position it in both national and international markets

Polimorfismos en genes candidatos a la composición de ácidos grasos y su efecto en carne Wagyu-Cross

Objetivo. Comparar la composición de ácidos grasos (FA) en la carne Wagyu y sus cruzas con Angus, Beefmaster, Brangus y Hereford, y analizar su relación con marcadores genéticos del metabolismo lipídico. Materiales y metodos. Se colectaron 111 muestras de Longissimus dorsi, las cuales se agruparon por grupo genético, se cuantificaron los FA (cromatografía de gases líquidos) y se tipificaron marcadores de ADN asociados teóricamente a FA. Se examinó el equilibrio de Hardy-Weinberg y desequilibrio de ligamiento de los marcadores y se estimó el efecto de las cruzas y el efecto de los genotipos. Resultados. Las cruzas no mostraron diferencias substanciales en la composición de FA con respecto a Wagyu. Nueve SNPs mostraron asociación con la composición de FA, y se encontró un efecto importante en el marcador SLC2A4 ss62538460, el cual influyó sobre SFA, MUFA y MUFA/SFA. Los marcadores, PLTP ss77832104 y IGF2R ss77831885 influyeron sobre C16:0, MYOZ1 ss77832104 sobre C17:1 y PPARGC1A c.1892+19 sobre C18:2. Además, se comprobaron efectos previamente descritos de MEF2C ss38329156 y SCD c.878. Conclusiones. Los presentes resultados representan una de las primeras evidencias sobre la deposición de FA en ganado Wagyu y sus cruzas y propone algunos loci en genes candidatos con posibilidad de implementación en estrategias de mejoramiento asistido

Identification of candidate genes and SNPs related to cattle temperament using a GWAS analysis coupled with an interacting network analysis

El objetivo de este estudio fue identificar en animales de raza Angus y Brangus con temperamento extremo, medido como velocidad de salida, regiones genómicas y genes candidatos asociados con el temperamento bovino. La población fue genotipada con el chip Genomic Profiler HD 150K y después del análisis de asociación del genoma completo, los SNP rs133956611 (P= 2.65 E-06) y rs81144933 (P= 9.58 E-06) se asociaron con el temperamento. El análisis de mapeo de las regiones cercanas al SNP rs81144933 identificó los genes SNCA (alfa-sinucleína) y MMRN1 (multimerin-1) a 222.8 y 435.9 Kb corriente abajo, respectivamente, mientras que para los loci rs133956611 se identificó el gen GPRIN3 (familia GPRIN- miembro 3) a 245.7 Kb corriente arriba, los tres genes se encuentran en el cromosoma BTA6. El análisis de las interacciones proteína-proteína de SNCA permitió la identificación de los genes APP (proteína precursora de β-amiloide), PARK7 (deglicasa asociada al parkinsonismo), UCHL1 (ubiquitina C-terminal hidrolasa L1), PARK2 (parkina-RBR-E3-ubiquitina-proteína-ligasa), y genes de la familia SLC como candidatos a estar asociados con el temperamento bovino. Todos estos genes candidatos y su interacción fueron resecuenciados, lo que permitió el descubrimiento de nuevos SNP en los genes SNCA y APP. De estos, los SNP localizados en los intrones 5, 8 y 11 del gen APP afectan a los motivos del sitio de empalme. Estos resultados indican que el SNCA y sus genes interactuantes son candidatos para estar relacionados con el temperamento bovino.The objective of this study was to identify in Angus and Brangus breed animals with extreme temperament, measured as exit velocity, genomic regions and candidate genes associated with bovine temperament. The population was genotyped with the Genomic Profiler HD 150K chip and after the genome-wide association analysis, the SNPs rs133956611 (P=2.65 E-06) and rs81144933 (P=9.58 E-06) were associated with temperament. The mapping analysis of the regions close to the SNP rs81144933 identified the SNCA (alpha-synuclein) and MMRN1 (multimerin-1) genes at 222.8 and 435.9 Kb downstream respectively, while for the rs133956611 loci the gene GPRIN3 (GPRIN family-member-3) was identified at 245.7 Kb upstream, all three genes are located on the BTA6 chromosome. The analysis of SNCA protein-protein interactions allowed the identification of the genes APP (β-amyloid precursor protein), PARK7 (parkinsonism-associated-deglycase), UCHL1 (ubiquitin-C-terminal-hydrolase-L1), PARK2 (parkin-RBR- E3-ubiquitin-protein-ligase), and genes of the SLC family as candidates to be associated with bovine temperament. All these candidate genes and their interacting were resequenced, which allowed the discovery of new SNPs in the SNCA and APP genes. Of these, the SNPs located in introns 5, 8 and 11 of the APP gene affect splicing site motifs. These results indicate that SNCA and its interacting genes are candidates to be related to bovine temperament

Estudio de la familia génica GH-PL en el gato doméstico (Felis catus) : un modelo molecular para precisar la evolución de los carnívoros

Tesis (Doctorado en Ciencias con Especialidad en Biología Molecular e Ingeniería Genética) UANLUANLhttp://www.uanl.mx