Geeni siittiöiden puolihäntävian takana

Kirjoittajat

• Anu Sironen MTT Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus, Kotieläintuotannon tutkimus, Eläinjalostus, 31600 Jokioinen
• Bo Thomsen Danish Institute of Agricultural Sciences, PO Box 50, Tjele DK-8830, Tanska
• Magnus Andersson Eläinlääketieteellinen tiedekunta, Helsingin Yliopisto, 04920 Saarentaus
• Virpi Ahola MTT Maa- ja Elintarviketalouden Tutkimuskeskus, Elintarvikkeiden tutkimus, 31600 Jokioinen
• Johanna Vilkki MTT Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus, Kotieläintuotannon tutkimus, Eläinjalostus, 31600 Jokioinen

DOI: https://doi.org/10.33354/smst.76122

Avainsanat:

geeni, puolihäntävika, siittiö, sika

Abstrakti

Siittiöiden puolihäntävika havaittiin ensimmäisen kerran 1987. Vuonna 1998 oireesta tuli huomattava tuotannollinen ongelma, kun se havaittiin yhdeksässä jalostukseen käytettävässä karjussa. Karjujen siittiöiden hännän pituus on huomattavasti lyhentynyt, siittiömäärä on alentunut ja siittiöt ovat täysin liikkumattomia (Andersson et al. 2000). Karjujen epämuodostuneet siittiöt on nimetty sytologisten tutkimusten yhteydessä puolihäntäisiksi siittiöiksi. Siittiöiden puolihäntäisyys aiheuttava geenivirhe näyttää vaikuttavan ainoastaan siittiöiden muodostukseen, koska sairailta karjuilta ei ole löydetty muita oireita ja myös naaraat on todettu terveiksi.
Siittiöiden puolihäntäsyndrooman paikantamiseksi sian genomi kartoitettiin noin 10 cM:n välein käyttäen 258 mikrosatelliittimarkkeria Kartoituksessa käytettiin kahta eri ryhmää, sairaista ja terveistä verrokeista koostuvaa, joista haettiin sairauteen liittyvää homotsygotiaa sairaista yksilöistä verrattuna terveisiin. Kartoituksessa löydettiin kolme markkeria sisältävä kromosomialue, joka selvästi kytkeytyi sairauteen. Vertailemalla kaikkien sairaiden haplotyyppejä keskenään voitiin oireen taustalla vaikuttavan geenin sijainti rajata 3 cM:n alueelle kahden markkerin välille. Jotta riittävä erotuskyky markkeriavusteista valintaa ja kandidaattigeenien etsimistä varten saavutettaisiin, täytyi kromosomaalista aluetta rajata.
Oireeseen kytkeytyvää aluetta rajaavilla markkereilla poimittujen BAC–kloonien sisältämää sian genomista emäsjärjestystä verrattiin ihmisen sekvenssitietokantaan. Sialla oireeseen kytkeytynyttä aluetta vastasi 2 Mbp:n alue ihmisen kromosomissa 5. Yhteistyössä tanskalaisen tutkimuskeskuksen (Danish Institute of Agricultural Sciences, DIAS) kanssa poimittiin heidän tietokannastaan sian sekvenssejä tällä alueella sijaitsevien ihmisen tunnettujen geenien avulla. Näistä sian geeneistä etsittiin sekvenssimuuntelua sekvensoimalla terveitä ja sairaita yksilöitä. Sekvenssimuuntelun ja sairaissa kromosomeissa havaittujen rekombinaatioiden perusteella oire pystyttiin rajaamaan vain muutaman geenin alueelle ihmisen geenikartalla. Näistä yksi, siittiön hännän muodostuksessa ilmenevä geeni, oli varteenotettava oireen kandidaattigeeni. Kandidaattigeenin mRNA sekvensoitiin ja havaittiin yhden eksonin puutos sairailla yksilöillä verrattuna terveisiin. Sairaiden yksilöiden DNA:ta sekvensoimalla löydettiin retrovirusinsertio puuttuvan eksonin jälkeisestä intronista. Sairailta yksilöiltä löydettiin myös toinen virheellisesti silmukoitu RNA tuote, jossa puuttuva eksoni oli mukana, mutta lisäksi siihen oli liitetty osa inserttiä. Nämä molemmat muutokset geenin lukukehyksessä johtavat ennenaikaiseen translaation lopetukseen. Geenin ekspressiota on myös alustavasti tutkittu ja puuttuva eksoni näyttää ilmentyvän vain testiksessä, mikä on odotettavaa, koska sairailla karjuilla ei havaita muita oireita ja homotsygootit emakot ovat terveitä.