[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

[Genomic assessment of breeding bulls] Геномная оценка племенных быков

The review considers aspects of genomic assessment of breeding bulls based on the use of molecular genetic markers and, in particular, SNP markers for determining the breeding value of animals. В обзоре рассмотрены аспекты геномной оценки племенных быков на основе использования молекулярно-генетических маркеров и, в частности, SNP-маркеров для определения племенной ценности животных

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

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

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

[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

Localization of seven HSA3q13-q23 NotI linking clones on the chicken microchromosomes 14 and 15 by double-color FISH

Double-color fluorescence in situ hybridization was performed on chicken chromosomes using seven unique clones from human chromosome 3-specific NotI linking libraries. Six of them (NL1-097, NL2-092, NL2-230, NLM-007, NLM-118, and NLM-196) hybridized to the same chicken microchromosome, while NL1-290 hybridized to another one. Two chicken microchromosome GGA15-specific BAC clones, JE024F14 containing the IGVPS gene and JE020G17 containing the ALDH1A1 gene, were cytogenetically mapped to the same microchromosome that contained the six NotI linking clones, allowing identification of this chromosome as GGA15. Two GGA14-specific clones, JE027C23 and JE014E08, containing the HBA gene cluster, were co-localized on the same microchromosome with NL1-290, marking this chromosome as GGA14. The results indicate that the human chromosome region HSA3q13-q23 is likely to be orthologous to GGA15 and GGA14. The synteny breakpoint between the human and chicken gene segments was detected on HSA3q13.3-q23 between NL1-290 and the six other NotI clones. Previously available comparative mapping data suggest another breakpoint between all the above NotI clones and four genes, TFRC, EIF4A2, SKIL and DHX36, located on HSA3q24-qter and GGA9. Microchromosomal location of seven NotI clones from the HSA3q21 T-band region can be considered as an evidence in support of our hypothesis regarding the functional analogy of mammalian T-bands and avian microchromosomes