Структура нуклеотидной последовательности гена лептина у овец породы манычский меринос

Исследования проводили с целью получения данных о структуре гена лептина (LEP) у овец породы манычский меринос с использованием технологии секвенирования нового поколения для выявления полиморфизмов пригодных в качестве молекулярно-генетических маркеров при селекции. Объектом исследования были баранчики (n=30) в возрасте четырёх месяцев, разводимые в условиях Ставропольского края. Секвенирование образцов геномной ДНК выполняли на высокопроизводительном геномном секвенаторе NovaSeq 6000. Полученные в результате секвенирования фрагменты со средней длиной 153 нуклеотида картировали на референсный геном Ovis aries, сборка ARS-UI_Ramb_v2.0. Выделенные варианты мутаций аннотировали с использованием программного обеспечения SnpEff. Белок лептин у жвачных животных характеризуется высокой степенью межвидовой консервативности. У овец породы манычский меринос выявлено 80 полиморфизмов разного типа гена LEP, включающих однонуклеотидные замены и инделы, 3 из которых не зарегистрированы в международных базах данных. Наибольшее число замен, а именно 70 было локализовано в интронных участках, 5 в 3′-нетранслируемой области (3′-UTR), одна в 5′-нетранслируемой области (5′-UTR) и 4 полиморфизма в экзонах. Особый интерес представляют экзонные миссенс-мутации, которые обладают прогнозируемым эффектом, влиящим на фенотипические признаки. Большинство выявленных вариантов характеризовались низкой частотой минорного аллеля (MAF <0,05), что свидетельствует о высокой степени генетической однородности популяции. У овец породы манычский меринос впервые выявлены точечные мутации в области гена LEP, локализованные на 4-й хромосоме в позициях 94162375 п.н., 94160446 п.н., 94154726 п.н., которые ранее не были описаны у животных других пород.

1. Миссенс-мутации в кодирующей области генов GH и LEP, ассоциированные с признаками роста у овец породы советский меринос / Л. Н. Скорых, Н. С. Сафонова, Д. А. Ковалев и др. // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: Наука и высшее профессиональное образование. 2021. Т. 4. № 64. С. 161–170. doi: 10.32786/2071-9485-2021-04-17.

2. Полиморфизмы генов GH и GDF9, ассоциированные с показателями роста у овец породы манычский меринос / Л. Н. Скорых, А. В. Суховеева, А. В. Скокова и др. // Ветеринария и кормление. 2023. № 5. С. 73–77.

3. Detection of polymorphisms in the ovine leptin (LEP) gene: Association of a single nucleotide polymorphism with muscle growth and meat quality traits / D. Boucher, M.-F. Palin, F. Castonguay, et al. // Canadian Journal of Animal Science. 2006. Vol. 86. No. 1. Р. 31–35.

4. Correlation analysis between polymorphism of leptin and IGFI genes and body measurements in Barki and Farafra sheep / A. M. Darwish, M. A. Abdelhafez, Z. G. Abdel-Hamid, et al. // Beni-Suef Univ. J. Basic Appl. Sci. 2023. Vol. 12. Article 119. URL: https://link.springer.com/article/10.1186/s43088-023-00450-0 (дата обращения: 16.01.2025). doi: 10.1186/s43088-023-00450-0.

5. From mammals to insects: exploring the genetic and neural basis of eating behavior / D. Mahishi, N. Agrawal, W. Jiang, et al. // Annu. Rev. Genet. 2024. Vol. 58. P. 455–485. URL: https://www.annualreviews.org/content/journals/10.1146/annurev-genet-111523-102202 (дата об ращения: 17.12.2024). doi: 10.1146/annurev-genet-111523-102202.

6. Denver R. J., Bonett R. M., Boorse G. C. Evolution of leptin structure and function // Neuroendocrinology. 2011. Vol. 94. No. 1. P. 21–38. doi: 10.1159/000328435.

7. On the molecular evolution of leptin, the leptin receptor, and endospanin / R. L. Londraville, J. W. Prokop, R. J. Duff, et al. // Front. Endocrinol (Lausanne). 2017. Vol. 8. Article 58. URL: https://www.frontiersin.org/journals/endocrinology/articles/10.3389/fendo.2017.00058/full (дата об ращения: 20.12.2024). doi: 10.3389/fendo.2017.00058.

8. Исследование полиморфизма генов гормона роста, лептина у овец породы советский меринос / М. И. Селионова, Д. А. Ковалев, Л. Н. Скорых и др. // Вестник АПК Ставрополья. 2019. Т. 3. № 35. С. 25–29. doi: 10.31279/2222-9345-2019-8-35-25-29.

9. Whole-body adipose tissue multi-omic analyses in sheep reveal molecular mechanisms underlying local adaptation to extreme environments / Y.-X. Xu, B. Wang, J.-N. Jing, et al. // Communications Biology. 2023. Vol. 6. No. 1. Article 159. URL: https://www.nature.com/articles/s42003-023-04523-9 (дата обращения: 10.05.2025). doi: 10.1038/s42003-023-04523-9.

10. Carcass and commercial cut yield of Santa Ines sheep affected by polymorphisms of the LEP gene / A. N. Meira, G. C. M. Moreira, L. L. Coutinho, et al. // Small Ruminant Research. 2018. Vol. 166. P. 121–128. doi: 10.1016/j.smallrumres.2018.06.012.

11. The biology of leptin: A review / K. L. Houseknecht, C. A. Baile, R. L. Matteri, et al. // Journal of Animal Science. 1998. Vol. 76. No. 5. P. 1405–1420. doi: 10.2527/1998.7651405x.

12. Шерстная продуктивность овец породы манычский меринос при разных вариантах подбора / Ю. А. Колосов, В. В. Абонеев, А. Ч. Гаглоев и др. // Вестник Мичуринского государственного аграрного университета. 2022. Т. 71. № 4. С. 140–144.

13. Ng P. C., Henikoff S. SIFT: predicting amino acid changes that affect protein function // Nucleic Acids Research. 2003. Vol. 31. No. 13. P. 3812–3814. doi: 10.1093/nar/gkg509.

14. Girmay S., Ahmad H. I., Zahra Q. A. A simulation analysis and screening of deleterious nonsynonymous single nucleotide polymorphisms (nsSNPs) in sheep LEP gene // Biomed. Res. Int. 2022. Vol. 2022. Article 7736485. URL: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1155/2022/7736485 (дата обращения: 13.04.2025). doi: 10.1155/2022/7736485.

15. Principles of metabolome conservation in animals / O. Liska, G. Boross, C. Rocabert, et al. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2023. Vol. 120. No. 35. Article e2302147120. URL: https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2302147120 (дата обращения: 22.05.2025). doi: 10.1073/pnas.2302147120.

16. Seasonal and comparative evidence of adaptive gene expression in mammalian brain size plasticity / W. R. Thomas, T. Richter, E. T. O’Neil, et al. // Elife. 2024. Vol. 13. Article e100788. URL: https://elifesciences.org/reviewedpreprints/100788 (дата об ращения: 27.05.2025). doi: 10.7554/elife.100788.1.