Связь наследственных заболеваний с генами окраса и структуры шерсти Felis catus

Введение

Первые генетические исследования домашней кошки (Felis catus L.) были начаты еще в 20-е годы XX века. Хотя некоторые данные о наследовании экстерьерных признаков у F. catus обнаруживаются в более ранних работах. Так, в XIX веке Чарльз Дарвин анализировал происхождение F. catus и обратил внимание на разительное многообразие ее фенотипических форм. Он описывал бесхвостых (о. Мэн) и вислоухих кошек (Китай), отмечал связь между белым окрасом шерсти, цветом глаз и врожденной глухотой [1].

Важнейший вклад в изучение генетики F. catus был сделан английским генетиком Роем Робинсоном, который установил характер наследования многих признаков и опубликовал ряд работ по генетике Кошачьих [2].

Начиная с 80-х годов XX века, на территории СНГ проводятся исследования генетической структуры в популяций F. catus. Среди отечественных ученых необходимо отметить таких как П. М. Бородин, Г. Г. Гончаренко, Лопатин О. Е., Манченко Г. П. [3,4].

Исследования последних лет показали, что домашняя кошка является удачным модельным объектом для генетического анализа [5,6]. Кроме того, полученные в результате расшифровки генома кошек молекулярно-генетические данные выявили, что среди млекопитающих наиболее близким геномом к приматам и человеку обладают именно F. catus, это привело к выявлению новых наследственных болезней [7]. В то время как некоторые из этих патологий у кошек были изучены, большинство же генетических факторов, которые дают начало этим отклонениям еще не установлены [8]. В связи с этим использование F. catus в качестве модельного объекта для изучения аналогичных болезней у человека является крайне актуальным.

Цель работы: выявить спектр наиболее часто встречаемых заболеваний у F. catus в популяциях г. Гомеля, а также оценить их связь с частотами мутантных аллелей, ответственных за окраску и структуру шерсти.

Материалы и методы

Идентификация заболеваний проводилась с помощью методов патологоанатомического вскрытия, клинического осмотра, гематологических методов, рентгенографии на базе Гомельской городской ветеринарной станции.

Установление генотипов осуществлялось методом визуального типирования характера и окраски шерстного покрова больных животных. При сборе материала использовался журнал учета, в котором фиксировались описания объекта (длина и окраска шерсти, пол по — возможности) с указанием заболевания. Всего было проанализировано 288 взрослых животных.

Расчет частот встречаемости мутантных аллелей проводился по 7 генам окраса и структуры шерсти: сцепленного с полом гена Orange (доминантный аллель О), а также шести аутосомных генов (Agouti — рецессивный аллель а, Dilute — рецессивный аллель d, Long hair — рецессивный аллель l, Piebald spotting — доминантный аллель S, White — доминантный аллель W, Tabby — рецессивный аллель t^b). Все мутантные аллели, за исключением аллеля l, влияют на окраску шерстного покрова и характер его распределения. Аллель l в гомозиготе определяет длинную шерсть. Фенотипическое проявление аллелей, их взаимодействие и полный расчет аллельных частот подробно описаны ранее [2, 4, 6, 9].

Результаты и их обсуждение

В результате проведенной работы было выявлено 26 различных заболеваний, которыми чаще всего подвержены особи F. catus г. Гомеля (таблица 1). Среди них 8 оказались наследственными, из которых 3 имели моногенный характер наследования (мукополисахаридоз, гемофилия, врожденный поликистоз почек) и 5 — полигенный (грыжа, врожденная кишечная непроходимость, врожденная гипоплазия суставов, мочекаменная болезнь, новообразования различного генеза).

Таблица 1

Спектр и инцидентность заболеваний у кошек F. catus в г. Гомеле

Из таблицы видно, что наиболее часто встречающимися заболеваниями из наследственных оказались опухоли и мочекаменная болезнь, а самыми редкими –врожденная кишечная непроходимость, врожденная гипоплазия суставов, врожденный поликистоз почек, мукополисахаридоз, гемофилия. У некоторых кошек отмечено одновременно несколько патологий, в связи с этим общее число случаев заболевания больше размера взятой выборки.

Заслуживает внимания такая группа заболеваний, как гельминтозы, поскольку кошка живет рядом с человеком и может служить источником его заражения гельминтами. Гельминтозов было выявлено 63 случая (инцидентность 25,5 %).

На следующем этапе исследований была оценена связь встреченных заболеваний с генами, отвечающими за окраску и структуру шерсти F. catus г. Гомеля.

Для этой цели были рассчитаны частоты мутантных аллелей по 8 генам окраса и структуры шерсти для всех проанализированных особей.

Полученные данные показали, что особи F. catus «дикого типа» (серый полосатый окрас) меньше других подвержены наследственным заболеваниям, что однозначно указывает на большую устойчивость таких кошек к различным болезням.

Отмечено также, что обнаруженные глистные инвазии не показали какой-либо связи с тем или иным мутантным геном окраса и структуры шерсти F. catus, поскольку все гельминтозы встречались с одинаковой частотой у особей с различными окрасами.

Оказалось, что среди спектра различных генотипов больных кошек только у особей черепахового окраса (генотип Oo) отмечена достоверная предрасположенность к развитию опухолей различного генеза: из 100 % кошек с черепаховым окрасом опухоли были встречены у 75 % животных, из остальных кошек опухоли были найдены только у 25 %. Иными словами, подверженность этих кошек к развитию различных новообразований существенно выше, чем у особей с другими генотипами.

Заключение

В результате проделанной работы были получены следующие результаты:

1)                 Выявлено 26 различных заболеваний, встречающихся у особей F. catus в г. Гомеле. Среди них 8 оказались наследственными, из которых 3 имели моногенный характер наследования (мукополисахаридоз, гемофилия, врожденный поликистоз почек) и 5 — полигенный (грыжа, врожденная кишечная непроходимость, врожденная гипоплазия суставов, мочекаменная болезнь, новообразования различного генеза).

2)                 Определено, что особи F. catus «дикого типа» (серый полосатый окрас) менее подвержены различным болезням, что может объясняться отсутствием плейотропного действия мутантых генов, отвечающих за окраску и структуру шерсти.

3)                 Установлена предрасположенность особей F. catus черепахового окраса к развитию различных новообразований по сравнению с особями других генотипов.

Работа проводилась в рамках темы ГБЦМ 14–32 «Разработка видоспецифичных ПЦР-диагностических систем для выявления возбудителей диплостомоза и описторхоза в промежуточных и дефинитивных хозяевах», выполняемой в рамках ГП «Фундаментальные основы биотехнологий».

Авторы выражают признательность чл.-корр. НАНБ, д.б.н., профессору Г. Г. Гончаренко за помощь и поддержку в популяционно-генетических исследованиях, а также консультации во время написания данной работы.

Литература:

1           Московкина, Н.Н., Генетика и наследственные болезни собак и кошек. / Н. Н. Московкина, М. Н. Сотская. — М.: Аквариум ЛТД, 2000. — 448 с.

2           Robinson, R. Genetics for Cat Breeders / R. Robinson. — Oxford: Pergamon, 1991. — 234 p.

3           Borodin, P. M. Mutant allele freguencies in domestic cat populations of six Soviet cities / P. M. Borodin, M. N. Bochkarev,I. S. Smirnova, G. P. Manchenko. — New York, J.Heredity,1978,v.69, p.169.

4           Гончаренко, Г. Г. Мутантные гены окраски в популяциях домашних кошек Средней Азии и Европейской части СССР / Г. Г. Гончаренко, О. Е. Лопатин, Г. П. Манченко // Генетика, 1985. — Т. ХХI. — № 7. — С.1151–1158.

5           О'Брайен, С. Генетика кошки / С. О'Брайен, Р. Робинсон, А. С. Графодатский, А. В. Таранин. — Новосибирск: Наука, 1993. — 212 с.

6           Гончаренко, Г. Г. Генетика. Анализ наследственных закономерностей на генах меха кошек Felis catus / Г. Г. Гончаренко, С. А. Зятьков. — Гомель: ГГУ им. Ф. Скорины, 2007. — 108 с.

7           O’Brien, S. J. The feline genome project / S. J. O’Brien, M. Menotti-Raymond, W. J. Murphy, N.Yuhki // Annu.Rev.Gen. 2002. — 36. — P.657–686

8           Lyons, L. A. Unraveling the genetic mysteries of the cat: New discoveries in Feline-inherited diseases and traits / L. A. Lyons // Genomics of Disease, 2008. — P.41– 56.

9           Бородин, П. М. Кошки и гены / П. М. Бородин. — М.: Книжный дом ЛИБРОКОМ, 2011. — 136 с.