[Libraries of large-insert genomic clones as a tool for molecular cytogenetic analysis of avian genome] Библиотеки протяженных геномных клонов как инструмент молекулярно-цитогенетического анализа генома птиц

Integration of molecular and cytegenetic levels of investigation results in complex understanding of structural and functional genome organization. Gridded libraries of large-insert genomic clones represent a powerful tool of the genome analysis. Their utilization provides coordination of data on molecular organization of nucleic acids with cytogenetic data on the chromosome structure. These libraries played an important role in sequencing of genomes of human, mouse, and other organisms as an instrument linking molecular biological and cytogenetic data via construction of contigs and their localization on the chromosomes. They also enabled analysis of orthology between the mammalian genomes. The existing avian libraries fit molecular cytogenetic analysis of the class Aves genome, and can be successfully used for the isolation and characterization of large genomic fragments. This provides utilization of these libraries not only for the chromosome mapping, but also for positional cloning and search for candidate genes for quantitative traits. Сазанов А.А., Романов М.Н., Смирнов А.Ф. Интеграция молекулярного и цитогенетического уровней исследования хромосом ведет к комплексному пониманию структурно-функциональной организации генома. Гридированные библиотеки протяженных геномных клонов представляют собой мощный инструмент анализа генома. Их использование дает возможность привести в соответствие друг с другом данные по молекулярной организации нуклеиновых кислот и цитогенетические данные по структуре хромосом. Такие библиотеки сыграли большую роль в программах полного секвенирования геномов человека, домовой мыши и других организмов как инструмент связи молекулярно-биологических и цитогенетических данных путем построения контигов и их локализации на хромосомах, а также изучения ортологии между геномами млекопитающих. Существующие геномные библиотеки птиц являются адекватными задачам молекулярно-цитогенетического анализа генома класса Aves и могут быть с успехом использованы для получения и характеристики протяженных участков генома. Это обстоятельство позволяет им найти свое применение не только в области картирования хромосом, но и для позиционного клонирования и поиска генов-кандидатов количественных признаков

Erratum to: Plasma and saliva miR-21 expression in colorectal cancer patients

Erratum to: J Appl Genetics DOI:10.1007/s13353-016-0379-9 The Acknowledgement section in the original version is missing. Given in the following is the complete acknowledgement statement. Acknowledgements Michael N. Romanov is supported by a grant of the Government of Russian Federation (Contract No. 14.W03.31.0013)

A pair of gametologous genes provides further insights into avian comparative cytogenomics

Exploration of avian gametologous genes, i.e., homologous genes located on both the Z and W chromosomes, provides a crucial information about the underlying mechanism pertaining to the evolution of these chromosomes. The domestic chicken (Gallus gallus (Linnaeus 1758); GGA) traditionally serves as the primary reference subject of these comparative cytogenomic studies. Using bioinformatic, molecular (overgo BAC library scanning), and cytogenetic (BAC-based FISH) techniques, we have investigated in detail a pair of UBE2R2/UBE2R2L gametologs. By screening a gridded genomic jungle fowl BAC library, CHORI-261, with a short labeled UBE2R2L gene fragment called overgo probe, we detected seven specific clones. For three of them, CH261-019I23, CH261-105E16, and CH261-114G22, we identified their precise cytogenetic location on the Gallus gallus W chromosome (GGAW). They also co-localized with the UBAP2L2 gene on the, as was shown previously, along with the CH261-053P09 BAC clone also containing the GGAW-specific UBE2R2L DNA sequence. The fine mapping of the UBE2R2/UBE2R2L homologs in the chicken genome also shed the light on comparative cytogenetic aspects in birds. Our findings provided further evidence that bird genomes moderately changed only during evolution and are suitable for successful use of interspecies hybridization using both overgo-based BAC library screen and BAC-based FISH

Correction to: A pair of gametologous genes provides further insights into avian comparative cytogenomics

Biologia https://doi.org/10.1007/s11756-023-01395-6 The original article has been updated to reflect added changes in the list of references. The original article has been corrected

First century of chicken gene study and mapping – a look back and forward

Chicken gene inheritance analysis, started one century ago, had led to the development of the classical genetic map. Efforts and legacy of the previous geneticists' generations are not forgotten and constitute the fundamentals of contemporary genome research progress. Advances in molecular biology, cytogenetics and DNA technologies provided more powerful and sophisticated tools to tackle chicken gene mapping and genome research problems. In the 1990s configurations of chicken molecular and cytogenetic maps had begun standing out. New horizons in chicken genomics are opening with application of BAC libraries, BAC-contig physical maps, ESTs and whole genome sequencing. The chicken has been a notable experimental model for several fundamental and applied biologic disciplines in the last century, and will remain such in the 21st century. The upcoming complete genome sequencing combined with discovering gene functions will facilitate the improvement of traits of economic importance and value in poultry

Libraries of large-insert genomic clones as a tool for molecular cytogenetic analysis of avian genome

Integration of molecular and cytegenetic levels of investigation results in complex understanding of structural and functional genome organization. Gridded libraries of large-insert genomic clones represent a powerful tool of the genome analysis. Their utilization provides coordination of data on molecular organization of nucleic acids with cytogenetic data on the chromosome structure. These libraries played an important role in sequencing of genomes of human, mouse, and other organisms as an instrument linking molecular biological and cytogenetic data via construction of contigs and their localization on the chromosomes. They also enabled analysis of orthology between the mammalian genomes. The existing avian libraries fit molecular cytogenetic analysis of the class Aves genome, and can be successfully used for the isolation and characterization of large genomic fragments. This provides utilization of these libraries not only for the chromosome mapping, but also for positional cloning and search for candidate genes for quantitative traits

Poultry

From the time of initial domestication of wild birds, poultry have served humans as a source of food and a subject of cultural use, similar to other livestock species. The availability of genomic resources ranges from a fully annotated whole genome sequence for the chicken (Gallus gallus) to highly developed linkage maps in Japanese quail (Coturnix japonica), to large insert libraries and at least some species-specific markers in the turkey (Meleagris gallopavo), domestic duck (Anas platyrhynchos), zebra finch (Taeniopygia guttata), brown kiwi (Apteryx australis), and California condor (Gymnogyps californianus). Genomic resources are very limited in other species of birds. The annotated chicken genome sequence will pave the way for improving traits of economic importance in the chicken, and will serve as a reference sequence in comparative mapping of other domesticated and wild bird species

[Cytogenetic localization of the genes on avian Z and W chromosomes with the use of large insert genomic clones] Цитогенетическая локализация генов на Z- и W- хромосомах птиц при помощи протяженных геномных клонов

Благовещенский И.Ю.; Сазанова А.Л.; Романов М.Н.; Фомичев К.А.; Стекольникова В.А.; Сазанов А.А

[Positional cloning of chromosomal regions controlling QTLs in chickens] Позиционное клонирование районов хромосом, контролирующих количественные признаки у кур

Сазанов А.А.; Царева В.А.; Смирнов А.Ф.; Вардецка Б.; Корчак М.; Ящак К.; Романов M.Н. Большинство хозяйственно ценных признаков домашних животных имеют сложный полигенный тип наследования и контролируются многими генами, расположенными в локусах QTL (quantitative trait loci). Изучение комплексной молекулярной архитектуры QTL представляет интерес с точки зрения общей генетики. Кроме того, данные о нуклеотидных последовательностях из районов QTL могут быть использованы в практическом животноводстве для селекции с помощью молекулярных маркеров (marker assisted selection, MAS). В настоящее время нами проведен ряд экспериментов по позиционному клонированию двух районов хромосомы 4 домашней курицы, содержащие QTL толщины скорлупы на 53 недели жизни (ST53) и массы белка в яйце на 33 неделе (AW33). Указанные признаки различаются у двух линий кур (польская зеленоногая и род-айленд) на 3,3% и 7,5%, соответственно. Показано сцепление признака AW33 с микросателлитным маркером MCW170 (генетическое расстояние 1сМ) и практически полное сцепление QTL ST53 с микросателлитным маркером MCW114. С использованием баз данных компьютерной сети Интернет показана локализация количественного признака AW33 в пределах интервала, ограниченного микросателлитными локусами MCW0170 и LEI0081, и QTL ST53 внутри района с границами MCW0114 и ADL0241. Проведен скрининг гридированной геномной BAC-библиотеки курицы 031-JF256-BI (http://hbz.tamu.edu) с использованием в качестве ДНК-зондов меченых -32P-dCTP последовательностей микросателлитов MCW0170, LEI0081, MCW0114 и ADL0241. Графическая обработка результатов скрининга проведена при помощи сканера FX-scan и пакета компьютерных программ Quantity One. Определены координаты двадцати клонов, имеющих гомологию последовательностей ДНК вставки с микросателлитными локусами MCW0170, LEI0081, MCW0114 и ADL0241. Полученные данные позволят «заякорить» районы QTL на детально разработанных сравнительных генетических картах «человек-мышь» на основе гомологии и, возможно, выявить гены, ответственные за QTL толщины скорлупы и массы белка в яйце. ( Кандидатские проекты.

[Positional cloning of quantitative trait loci in the domestic fowl] Позиционное клонирование локусов количественных признаков у домашней курицы

Большинство хозяйственно ценных признаков домашних животных имеют сложный полигенный тип наследования и контролируются многими генами, расположенными в локусах QTL (quantitative trait loci). Проведен ряд экспериментов по позиционному клонированию двух районов хромосомы 4 домашней курицы, содержащие QTL толщины скорлупы на 53 недели жизни (ST53) и массы белка в яйце на 33 неделе (AW33). Указанные признаки различаются у двух линий кур (польская зеленоногая и род-айленд) на 3,3% и 7,5%, соответственно. Методом гибридологического анализа косегрегации микросателлитных ДНК-маркеров и количественных признаков определены маркеры интервалов генетической карты (районов хромосом), контролирующих QTL AW33 и ST53. С использованием баз данных компьютерной сети Интернет показана локализация количественного признака AW33 в пределах интервала, ограниченного микросателлитными локусами MCW0170 и LEI0081, и QTL ST53 внутри района с границами MCW0114 и ADL0241. Определены координаты двадцати клонов, имеющих гомологию последовательностей ДНК вставки с микросателлитными локусами MCW0170, LEI0081, MCW0114 и ADL0241. Верификация аутентичности клонов методом ПЦР с использованием праймеров для трех микросателлитных локусов (MCW0170, MCW0114 и ADL0241) позволила установить соответствие двух BAC-клонов локусу MCW0170 (QTL AW33), девяти — локусу MCW0114 (QTL ST53) и четырех BAC-клонов локусу ADL0241 (QTL ST53). Методом флуоресцентной гибридизации ДНК-ДНК in situ (FISH) установлена внутрихромосомная локализация 15-ти BAC-клонов, содержащих микросателлитные локусы. Исходя из среднего размера вставки — 150 т.п.н. — можно говорить о позиционном клонировании двух участков хромосомы 4 домашней курицы суммарной длиной 300 т.п.н. для QTL AW33 и 1950 т.п.н. для QTL ST53