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English to German: DNA analyzes of blood samples from sheep General field: Medical Detailed field: Science (general)
Source text - English Horns in ruminants not only serve the purpose of selfdefense
against predators but also play an important role in
sexual selection through intramale competition. Therefore,
horns are an interesting trait not only from an animal
breeding but also from an evolutionary perspective (Johnston
et al. 2013; Robinson et al. 2006). Nowadays, in
domestic sheep there are many breeds which are fixed for
polledness as well as some extensively used indigenous
breeds that are fully horned.
The development of horns in sheep is controlled by an
autosomal locus (OMIA 000483-9940). Initially an inheritance
model with three alleles was proposed: H+ for horns,
HL for sex-limited horns and HP for polledness (Dolling 1961;
Coltman & Pemberton 2004). The horn allele has been
mapped to OAR 10 in Merino 9 Romney crosses (Montgomery
et al. 1996) as well as in Soay sheep (Beraldi et al.
2006; Johnston et al. 2010). A genome-wide association
study in Soay sheep showed a high association between a
SNP on OAR 10 at position 29 415 140 (sheep genome
assembly version 3.1) and the horn phenotype (Johnston
et al. 2011). Subsequent fine-mapping revealed the most
significant association in the flanking region of the 30-end of
the relaxin/insulin-like family peptide receptor 2 (RXFP2)
gene. The best associated SNP was located at position
29 455 959 and was shown to be highly predictive for the
expression of horns in Soay sheep (Johnston et al. 2011).
Independently, a SNP at OAR 10 position 29 389 966 was
found to be highly predictive for the polled phenotype in an
experimental population of Merino sheep, whereas a dominant
maternal imprinting effect of the polled allele was
suggested (Dominik et al. 2012).
The associated region in the sheep genome is located on a
completely different segment of the genome as the known
mutations involved in horn growth of goats and cattle. In
goats, the absence of horns is caused by an 11.7-kb deletion
on CHI 1q43 which encompasses no coding regions but
exerts regulatory effects on transcripts located nearby
(Pailhoux et al. 2001). In polled cattle, two common
independent mutations at 1.7 and 1.9 Mb on BTA 1
affecting non-coding regions that lead to complex gene
expression differences have been identified (Medugorac et al.
2012; Allais-Bonnet et al. 2013; Rothammer et al. 2014;
Wiedemar et al. 2014). Additionally, two sporadic de novo
mutations affecting horn growth in the absence of the
known polled mutations have been described (Capitan et al.
2011, 2012).
To identify the detailed molecular nature of the ovine
mutation causing polledness, the region previously shown to
be associated with horn growth in sheep was investigated by
sequencing the last exon and the 30-UTR (untranslated
region) of RXFP2. Primers for six PCR products spanning a
4-kb segment (Fig. 1c, Table S1) were designed based on the
sheep reference genome of a polled Texel sheep. PCR products
spanned the last coding exon of RXFP2 and 3500 bp
downstream (OAR 10: 29 454 625–29 458 615; Fig. 1c)
including a gap in the reference sequence (OAR 10:
29 457 699–29 457 798). PCR was performed using
animals of polled and horned Swiss sheep breeds (Table 1).
PCRs were carried out in 10-ll volumes with 5 pmol of each
primer, 5 ll of Amlitaq Gold 360 Master Mix (LifeTechnologies),
1 ll of 360 GC Enhancer (LifeTechnologies) and 20 ng
of genomic DNA. The amplification conditions were 10 min
at 95 °C, 32 cycles of 30 s of denaturation at 95 °C, 30 s of
annealing at 60 °C and 1 min of elongation at 72 °C, followed
by a 7-min hold at 72 °C. Subsequently, PCR products were
separated on a 1% agarose gel and visualized after staining
with ethidium bromide. All PCR products were successfully
amplified in polled animals and showed the expected sizes,
whereas the product spanning the gap in the reference
sequence was 30 bp larger than expected. In contrast, three
of the six PCR products were not obtained in the samples of
the horned sheep (Fig. 1). Comparative sequence analysis
of the sheep with the bovine reference sequence showed
two significant BLAST matches of the segment of OAR 10 to
a contiguous region on BTA 12 (Fig. 1a). In detail, the
OAR 10 region from 29 454 000 to 29 456 047 corresponds
to a region on BTA 12: 29 232 717–29 234 756
(cattle genome assembly UMD3.1) and the OAR 10:
29 457 880–29 459 000 segment corresponds to
BTA12: 29 234 744–29 236 879 with 92% and 95%
sequence identity respectively. Interestingly, the 1.65-kb
segment in between (OAR 10: 29 456 048–29 457 698)
showed several sequence matches on the bovine genome,
the most significant being located on BTA 18: 2 952 226–
2 953 326 and 2 953 322–2 953 793; BTA 1: 77 037 254–
77 036 156 and 77 036 160–77 035 689; BTA 23:
29 962 732–29 961 633 and 29 961 637–29 961 170;
BTA 3: 11 905 282–11 904 182 and 11 904 186–
11 903 715; and BTA 7: 34 616 886–34 615 793 and
34 615 797–34 615 326 showing sequence identity of 98%
(Fig. 1a). As this genomic segment matches other places in
the genome of horned cattle, a genomic insertion in the
flanking 30-region of RXFP2 in hornless sheep was suspected.
To check the presence/absence of this potentially inserted
segment in horned and polled sheep, primers spanning the
whole potential insertion were used to amplify PCR products
in horned and polled sheep (Fig. 1d). Interestingly, these PCR
products were successfully amplified in the horned sheep, but
not in the polled animals.
Sequencing of the PCR products was performed using a
BigDye Terminator v.3.1 cycle sequencing kit (LifeTechnologies)
after purification with rAPid alkaline phosphatase
(Roche) and exonuclease I (New England BioLabs).
Sequencing products were resolved on an ABI 3730
capillary sequencer (LifeTechnologies), and the obtained
sequence data were analyzed with SEQUENCHER 5.1 software.
The obtained sequences confirmed the presence of the
suggested insertion in polled sheep. Overall, the sequence
of hornless sheep corresponds to the reference sequence,
except for a segment of 83 bp (OAR 12: 29 457 116–
29 457 198), which is present in the reference sequence
but absent in the sequenced polled animals (Fig. 1b). In
contrast, the sequence of horned sheep was identical to
the sheep reference genome up to position OAR 10:
29 456 047, but the subsequent segment of 1833 bp
(OAR 10: 29 456 048–29 457 880) was missing (Fig. 1b).
This led to the conclusion that the DNA segment is
inserted in polled sheep, but not in horned sheep.
A larger cohort of animals belonging to seven Swiss sheep
breeds was subsequently genotyped for the presence or
absence of this 1.8-kb insertion (Table 1). Therefore, a
forward primer upstream of the inserted segment (fwd 3) in
combination with two different reverse primers was used
(Fig. 1d), one within the inserted segment (rev 2) and
another one distal of the inserted segment (rev 5). PCR was
performed under the conditions described above with an
elongation time of 45 s, and they were separated on a 2%
agarose gel stained with ethidium bromide. This primer
combination led to the amplification of two different PCR
products: a 428-bp fragment if the insertion was present
and a 466-bp fragment in case of absence of the insertion
(Fig. 1d,e). Genotyping of seven Engadine Red sheep, 19
Swiss Black-Brown Mountain sheep, 47 Swiss Mirror sheep
(polled), 48 Valais Blacknose sheep (horned), 95 Swiss
White Alpine sheep (polled) and 48 Valais Red sheep
(horned) revealed that all polled animals showed the
insertion in a homozygous state and that it was absent in
all horned animals. Genotyping of 25 B€undner Oberl€ander
sheep, an indigenous breed in which animals with both
phenotypes (horned and polled) occur, revealed the absence
of the insertion in 23 horned animals and the heterozygous
state of the insertion in two hornless animals. In conclusion,
the genotyping in Swiss sheep showed an association of the
1.8-kb insertion with the polled phenotype.
Within the polled-associated insertion, two exons corresponding
to the humaneukaryotic translation elongation factor1
alpha 1 (EEF1A1) gene are annotated as EEF1A1-like in the
sheep reference genome (Fig. 1a). The missing segment of
83 bp represents the intron of EEF1A1-like (Fig. S1). This
gene belongs to a family of conserved eukaryotic translation
factors in humans which promote binding of aminoacyltRNA
to the ribosome (Lund et al. 1996). Human EEF1A1
consists of seven coding exons and has been found to have
multiple copies on many chromosomes, some if not all of
which represent different pseudogenes (Opdenakker et al.
1987; http://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene/1915). Therefore,
it can be assumed that the annotated ovine
locus very likely represents a non-active pseudogene. In
addition, recently presented comparative mRNA-sequencing
data showed no expression differences of EEF1A1
(ENSBTAG00000034185) between horned and polled cattle
fetuses, indicating no significant role of this transcript
during bovine horn growth (Wiedemar et al. 2014). The
inserted 1.8-kb segment lies within the annotated 3.5 kb
encompassing the 30-UTR of ovine RXFP2, a gene of the
relaxin peptide receptor family. The encoded G proteincoupled
receptor is activated by insulin-like 3 and, with a
lower affinity, by relaxin 3 (Bathgate et al. 2013), which
belongs to a gene family reported to be absent in ruminants
(Wilkinson et al. 2005). RXFP2 is expressed mainly in
reproductive tissues and is known to play a crucial role in
testis descent; to a lesser extent, it is also expressed in blood,
brain, kidney, muscle, thyroid, bone marrow and peripheral
lymphocytes (Bathgate et al. 2013). In cattle, the expression
of RXFP2 was significantly higher in developing horn buds of
horned rather than polled fetuses (Allais-Bonnet et al. 2013;
Wiedemar et al. 2014). Conversely, expression of both
ligands, INSL3 and RLN3, was absent in both horned and
polled fetuses (Wiedemar et al. 2014).
As the ovine RXFP2 gene is transcribed from the strand
opposite the EEF1A1-like gene, the RXFP2 transcripts of
sheep carrying the genomic insertion contain an antisense
sequence of the EEF1A1-like locus within their 30-UTR of the
mRNA. Therefore, it could be speculated that EEF1A1
transcripts might bind to the 30-UTR of the RXFP2 mRNA
and inhibit proper processing and translation of RXFP2 once
the insertion is present. Sequence comparison of the 30-region
of the ovine RXFP2 gene with the bovine sequence reveals
that horned sheep lacking the 1.8-kb insertion show a 30-UTR
sequence more or less similar to that in the cow genome,
whereas in polled sheep this sequence is interrupted by the
identified 1.8-kb insertion. It is known that 30-UTRs are
crucial for mRNA stability and transportation as well as for
the whole translation process (De Moor et al. 2005; Szostak &
Gebauer 2013). Even if there is no antisense binding, the
insertion in the 30-UTR present in polled sheep is likely to have
an effect on the processing and translation of RXFP2 and
might therefore inhibit normal horn growth. In contrast to
reported associations of RXFP2 with human testis descent
(Bathgate et al. 2013), homozygous polled rams do not show
cryptorchidism. This is an indication that the consequence of
the insertion is restricted to horn development.
In cattle, the development of horn-like skin appendages
(scurs) is seen only in animals carrying a polled mutation in
the heterozygous state (Wiedemar et al. 2014). It would
therefore be interesting to study the polled genotype of sheep
showing scurs. In addition, the influence of sex on the
development of horns (Johnston et al. 2011) or possible
maternal imprinting effects (Dominik et al. 2012) should be
taken into account and carefully studied in the future. This
study provides an efficient PCR-based method to determine
the polled genotype of individual sheep, which is a
prerequisite for a better understanding of the postulated
inheritance models.
Acknowledgements
The authors are grateful to all sheep breeders for providing
blood samples of the animals. The authors would like to
thank the Swiss sheep breeding association and ProSpecieRara
for supporting the sampling. This study was funded
in part by grant from the Swiss National
Science Foundation.
Translation - German Hörner der Wiederkäuer dienen nicht nur dem Zweck der Selbstverteidigung
gegen Raubtiere, sondern spielen auch eine wichtige Rolle bei
der sexuellen Selektion durch intramalen Wettbewerb. Daher
sind Hörner ein interessanter Wesenszug, nicht nur aus einer Tierzucht-,
sondern auch aus einer evolutionären Perspektive (Johnston
et al. 2013; Robinson et al. 2006). Heutzutage gibt es
bei Hausschafen viele Rassen, die für Hornlosigkeit gezüchtet worden sind,
sowie einige ausgiebig genutzten indigenen
Rassen, die vollständig gehörnt sind.
Die Entwicklung der Hörner bei Schafen wird kontrolliert durch einen
autosomalen Locus (OMIA 000483-9940). Ursprünglich wurde ein Erbmodell
mit drei Allelen vorgeschlagen: H+ für Hörner,
HL für geschlechts-begrenzte Hörner und HP für Hornlosigkeit (Dölling 1961;
Coltman & Pemberton 2004). Das Horn-Allel wurde
zu OAR 10 bei Merino x Romney-Kreuzungen abgebildet (Montgomery
et al. 1996) sowie beim Soayschaf (Beraldi et al.
2006; Johnston et al. 2010). Eine genomweite Assoziations-
Studie beim Soayschaf zeigte eine hohe Assoziation zwischen einem
SNP auf OAR 10 bei Position 29 415 140 (Schaf-Genom-
Assembly Version 3.1) und dem Horn-Phänotyp (Johnston
et al. 2011). Das anschließende Fein-Mapping ergab die meisten
signifikanten Assoziationen in der flankierenden Region des 30-Ende
der Relaxin-/Insulin-ähnlichen Familie Peptid-Rezeptor-2 (RXFP2)
Gene. Die besten assoziierten SNP liegen an Position
29 455 959 und erwiesen sich als sehr aussagekräftig für die
Ausprägung der Hörner bei Soayschafen (Johnston et al. 2011).
Unabhängig davon wurde ein SNP bei OAR 10 Position 29 389 966
gefunden, das hoch prädiktiv für den ungehornten Phänotyp in einer
Versuchs-Population von Merinoschafen ist, während beherrschende
mütterliche Imprinting-Effekte
vorgeschlagen wurde (Dominik et al. 2012).
Der zugeordneten Bereich im Schaf-Genom befindet sich in einem
ganz anderen Genom-Segment als das bekannte für die
Mutationen beim Hornwachstum von Ziegen und Rindern. Zudem
Ziegen, ist das Fehlen von Hörnern durch eine 11.7-kb-Löschung verursacht
auf CHI 1q43, die keine kodierenden Regionen umfasst, aber
regelnde Effekte auf Transkripte in der Nähe ausübt
(Pailhoux et al. 2001). Bei ungehornten Rindern, zwei gemeinsame
unabhängige Mutationen bei 1.7 und 1.9 Mb auf BTA 1 wurden identifiziert,
die Auswirkungen auf nicht-kodierenden Regionen, die zu komplexen Gen-Expressionsunterschieden führen
(Medugorac et al.
2012; Allais-Bonnet et al. 2013; Rothammer et al. 2014;
Wiedemar et al. 2014). Zusätzlich wurden zwei sporadische de novo
Mutationen, die das Hornwachstum beeinflussen, in Abwesenheit der
bekannten ungehornten Mutationen beschrieben (Capitan et al.
2011, 2012).
Um die detaillierte molekulare Natur der Schaf- Mutation, die Hornlosigkeit verursacht,
zu identifizieren, wurde die zuvor gezeigte Region, die mit Hornwachstum bei Schafen
in Verbindung gebracht wird, untersucht durch
Sequenzierung des letzten Exon und die 30-UTR (unübersetzte
Region) von RXFP2. Primer für sechs PCR-Produkte, die ein
4-kb-Segment (Abb. 1c, Tabelle S1) umfassen, wurden auf der Basis
des Schaf-Referenzgenoms eines ungehornten Texel-Schafs entworfen. PCR-Produkte
umfassen den letzten Codierexon von RXFP2 und 3500 bp
downstream (OAR 10: 29 454 625–29 458 615; Fig. 1c)
einschließlich einer Lücke in der Referenzsequenz (OAR 10:
29 457 699–29 457 798). PCR wurde unter Verwendung von
Tieren der ungehornten und gehörnten Schweizer Schafrassen (Tabelle 1) durchgeführt.
PCRs wurden in 10-ll Volumen mit 5 pmol von jedem
Primer durchgeführt, 5 ll Amlitaq Gold-360 Master Mix (Life Technologies),
1 ll von 360 GC Enhancer (LifeTechnologies) und 20 ng
genomische DNA. Die Amplifikationsbedingungen waren 10 min
bei 95 °C, 32 Zyklen von 30 s Denaturierung bei 95 °C, 30 s
abkühlen bei 60 °C und 1 min Elongation bei 72 °C, gefolgt
von einem 7-min Halten bei 72 °C. Anschließend PCR-Produkte wurden
auf einem 1% Agarosegel aufgetrennt und nach Färbung sichtbar gemacht
mit Ethidiumbromid. Alle PCR-Produkte wurden erfolgreich
bei ungehornten Tieren verstärkt und zeigten die erwarteten Grössen,
während das Produkt bei der die Lücke umfassenden Referenz-
Sequenz 30 bp größer als erwartet war. Im Gegensatz dazu drei
der sechs PCR-Produkte wurden in den Proben
der gehörnte Schafe nicht erhalten (Abb. 1). Vergleichende Sequenzanalyse
der Schafe mit der Rinder-Referenz-Sequenz zeigte
zwei wesentliche BLAST Übereinstimmungen des Segments von OAR 10 zu
einem zusammenhängenden Bereich auf BTA 12 (Fig. 1a). Im Detail entspricht die
OAR 10 Region von 29 454 000 bis 29 456 047
einer Region auf BTA 12: 29 232 717-29 234 756
(Rinder Montage UMD3.1 Genom) und das OAR 10:
29 457 880-29 459 000 Segment entspricht
BTA12: 29 234 744-29 236 879 mit 92% und 95%
Sequenzidentität. Interessanterweise zeigte das 1.65-kb
Segment dazwischen (OAR 10: 29 456 048-29 457 698)
mehrere Sequenz-Übereinstimmungen mit dem Rindergenoms,
die am meisten signifikante befindet sich auf BTA 18: 2 952 226–
2 953 326 und 2 953 322–2 953 793; BTA 1: 77 037 254–
77 036 156 und 77 036 160-77 035 689; BTA 23:
29 962 732–29 961 633 and 29 961 637–29 961 170;
3 BTA: 11 905 282-11 904 182 und 11 904 186-
11 903 715; and BTA 7: 34 616 886–34 615 793 and
34 615 797-34 615 326 und zeigt eine Sequenzidentität von 98%
(Fig. 1a). Da dieses genomische Segment mit anderen Orten beim
Rinder-Genom übereinstimmt, wurde eine genomische Insertion beim
flankierenden 30-Gebiet von RXFP2 bei hornlosen Schafen vermutet.
Um das Vorhandensein/Nichtvorhandensein dieser potenziell eingefügten
Segmente bei gehörnten und ungehornten Schafen zu überprüfen, wurden Primer verwendet, die die ganze potentielle Insertion umfassen,
um die PCR-Produkte bei gehörnten und ungehornten Schafen
zu verstärken (Abb. 1d). Interessanterweise wurden diese PCR-
Produkte bei gehörnten Schafen erfolgreich verstärkt, nicht aber
bei den ungehornten Tieren.
Die Sequenzierung der PCR-Produkte wurde unter Verwendung eines
BigDye Terminator v.3.1 Zyklus-Sequenzierungs-Kit (Life Technologies)
nach der Reinigung mit raschem alkalische Phosphatase
(Roche) und Exonuclease I (New England BioLabs) durchgeführt.
Sequenzprodukte wurden auf einem ABI 3730
Kapillar-Sequenzierer (Life Technologies) gelöst, und die erhaltenen
Sequenzdaten wurden mit Sequencher 5.1 Softwareanalysiert.
Die erhaltenen Sequenzen bestätigten die Anwesenheit der
vorgeschlagenen Insertion bei ungehornten Schafen. Insgesamt entspricht die Sequenz
bei hornlosen Schafen der Referenzsequenz,
mit Ausnahme von einem Segment von 83 bp (OAR 12: 29 457 116–
29 457 198), die in der Referenzsequenz vorliegt
aber abwesend ist bei den sequenzierten ungehornten Tieren (Abb. 1b). Zudem
war die Reihenfolge bei gehörnten Schafe identisch mit
dem Schaf-Referenzgenom bis Position OAR 10:
29 456 047, aber das nachfolgende Segment von 1833 bp
(OAR 10: 29 456 048-29 457 880) fehlte (Abb. 1b).
Dies führte zum Schluss, dass das DNA-Segment
bei ungehornten Schafen eingefügt ist, nicht aber bei gehörnten Schafen.
Eine grössere Kohorte von Tieren, die zu sieben Schweizer Schafzüchtungen gehören,
wurde anschließend auf die Anwesenheit oder das
Fehlen dieser 1.8 kb-Insertion genotypisiert (Tabelle 1). Daher wurde ein
Vorwärtsprimer oberhalb des eingefügten Segments (FWD 3) in
Kombination mit zwei verschiedenen Rückwärtsprimern verwendet
(Abb. 1d), einer innerhalb des eingefügten Segments (rev 2) und
ein anderer distal zum eingefügten Segment (rev 5). PCR wurde
unter den oben beschriebenen Bedingungen durchgeführt, mit einer
Elongationszeit von 45 s, und sie wurden abgetrennt auf einem 2%
gefärbten Agarose-Gel mit Ethidiumbromid. Diese Primer-
Kombination führte zu der Amplifikation von zwei verschiedenen PCR-
Produkten: ein 428-bp-Fragment, wenn die Insertion vorhanden war
und ein 466-bp-Fragment im Falle der Abwesenheit der Insertion
(Fig. 1d, e). Genotypisierung von sieben Engadiner Roten Schafen, 19
Schweizer Schwarz-Braune Berg-Schafen, 47 Schweizer Spiegel-Schafen
(ungehornt), 48 Walliser Blacknose-Schafen (gehörnt), 95 Schweizer
Weiße Alpenschafen (ungehornt) und 48 Walliser Rot-Schafen
(gehörnt) ergab, dass alle ungehornten Tiere die
Insertion in einem homozygoten Zustand zeigten und dass diese bei
alle gehörnten Tiere fehlt. Genotyping of 25 B€undner Oberl€ander Schafen, eine einheimische Rasse, in denen Tiere mit den beiden
Phänotypen (gehörnte und enthornte), zeigte das Fehlen
der Insertion bei 23 gehörnten Tieren und einen heterozygoten
Zustand der Insertion bei zwei hornlosen Tieren. Zusammenfassung
die Genotypisierung in Schweizer Schafe zeigte einen Zusammenhang der
1.8-kb-Insertion mit dem enthornten Phänotyp.
Innerhalb der enthornten assoziierten Insertion, zwei Exons entsprechenden
dem menschlichen eukaryotischen Translationselongation Faktor1
alpha 1 (EEF1A1) -Gen Sind kommentiert als EEF1A1-ähnlichim
Schaf-Referenzgenom (Abb. 1a). Das fehlende Segment
83 bp stellt das Intron EEF1A1-ähnlichdar (Fig. S1). Dieses
Gen gehört zu einer Familie von konservierten eukaryotischen Translations-
Faktoren beim Menschen, die die aminoacyltRNA-Bindung
an das Ribosom fördern (Lund et al. 1996). Menschliches EEF1A1
besteht aus sieben kodierenden Exonen und es wurde herausgefunden, dass
es mehrere Kopien auf vielen Chromosomen hat, wovon einige, wenn nicht alle,
verschiedene Pseudogene repräsentieren (Opdenakker et al.
1987; http://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene/1915). Daher
kann davon ausgegangen werden, dass der betrachtete Schaf-Locus
sehr wahrscheinlich ein nicht-aktives Pseudogen darstellt. Zudem
zeigten kürzlich vorgestellte Daten zur vergleichenden mRNA-Sequenzierung
keine Expressionsunterschiede von EEF1A1
(ENSBTAG00000034185)zwischen gehörnten und enthornten Rinder-
Föten, womit keine wesentliche Rolle dieses Transkripts
während des Rinderhornwachstums angezeigt wird (Wiedemar et al. 2014). Das
eingefügt 1.8-kb-Segment liegt innerhalb der kommentierten 3.5 kb
und umfasst die 30-UTR von Schafen RXFP2, ein Gen der
Relaxin-Peptid-Rezeptor-Familie. Der kodierte G-proteinverbundene
Rezeptor aktiviert wird durch Insulin-like 3 und, mit
geringerer Affinität, durch Relaxin 3 aktiviert (Bathgate et al. 2013), die
zu einer Genfamilie gehört, die bei Wiederkäuern als abwesend erwähnt wird
(Wilkinson et al. 2005). RXFP2 äussert sich vor allem in
Reproduktionsgewebe und ist bekannt dafür, eine entscheidende Rolle bei der
Hodenschrumpfung zu haben; in geringerem Umfang, ist es auch im Blut,
Gehirn, Niere, Muskel, Schilddrüse, Knochenmark und peripheren
Lymphozyten exprimiert (Bathgate et al. 2013). Bei Rindern war die Expression
von RXFP2 RXFP2 signifikant höher bei der Entwicklung von Hornknospen
bei gehörnten als bei enthornten Föten (Allais-Bonnet et al. 2013;
Wiedemar et al. 2014). Umgekehrt war die Expression beider
Liganden, INSL3 und RLN3, abwesend bei gehörnten und
enthornten Föten (Wiedemar et al. 2014).
Da dasRXFP2 Gen wird aus dem Strang transkribiert
im Unterschied zumEEF1A1--ähnlichenGen, enthalten die RXFP2 Transkripte von
Schafen mit der genomischen Insertion eine Antisense-
Sequenz der EEF1A1-ähnlichen Locus innerhalb ihrer 30-UTR der
mRNA. Daher könnte spekuliert werden, dass EEF1A1
Transkripte die 30-UTR Der RXFP2 mRNA
binden könnte und die ordnungsgemäße Verarbeitung und TranslationRXFP2 hemmen könnte, sobald
die Insertion vorhanden ist. Sequenzvergleich der 30-Region
des RXFP2 von Schafen mit der Rinder-Sequenz zeigt auf,
dass gehörnte Schafe mit fehlender 1.8-kb-Insertion eine 30-UTR
Sequenz mehr oder weniger ähnlich des Kuh-Genoms zeigen,
während bei enthornten Schafen diese Sequenz durch die
identifizierte 1.8-kb-Insertion unterbrochen ist. Es ist bekannt, dass 30-UTRs
entscheidend für mRNA-Stabilität und den Transport sowie für
den gesamten Translationsprozess sind (De Moor et al. 2005; Szostak &
Gebauer 2013). Auch wenn keine Antisense-Bindung vorhanden ist, hat die
Insertion in die 30-UTR bei enthornten Schafen wahrscheinlich
eine Wirkung auf die Verarbeitung und Translation RXFP2 und
könnte daher normales Hornwachstum hemmen. Im Kontrast zum
berichteten Zusammenhang RXFP2 mit menschlicher Hodenschrumpfung
(Bathgate et al. 2013), zeigen homozygot enthornte Widder keine
Lageanomalie des Hodens. Dies ist ein Hinweis darauf, dass als Folge der
Insertion die Horn-Entwicklung einschränkt.
Bei Rindern wurde die Entwicklung von hornartigen Hautanhängseln
(Scurs) nur bei Tieren beobachtet, die eine enthornte Mutation im heterozygote Zustand
haben (Wiedemar et al. 2014). Es wäre
deshalb interessant, die ungehornten Genotypen von Schafen mit scurs
zu studieren. Darüber hinaus sollte der Einfluss des Geschlechts auf die
Entwicklung der Hörner (Johnston et al. 2011) oder mögliche
mütterliche Imprinting-Effekte (Dominik et al. 2012)
berücksichtigt und in Zukunft sorgfältig untersucht werden. Diese
Studie bietet eine effiziente PCR-basierte Methode zur Bestimmung
der ungehornten Genotypen individueller Schafe, was eine
Voraussetzung für ein besseres Verständnis der postulierten
Vererbungsmodelle ist.
DANKSAGUNGEN
Die Autoren danken allen Schafzüchter für die Bereitstellung von
Blutproben der Tiere. Die Autoren möchten
dem Schweizerischen Schafzuchtverband und ProSpecieRara
für die Unterstützung bei den Proben danken. Diese Studie wurde teilweise finanziert durch einen Zuschuss des
Schweizerische Nationalfonds.
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Years of experience: 8. Registered at ProZ.com: Jul 2016.
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