Біоінформаційний аналіз поліморфізму гена DGAT1 та його зв'язок із господарськи цінними ознаками BOS TAURUS в умовах провідних підприємств України

Abstract

Кваліфікаційна робота складається з вступу, основної частини, яка представлена трьома розділами (аналіз літературних джерел, матеріалів і методів проведення експериментів, власне експериментального розділу), висновків та пропозицій виробництву. Четвертий, п’ятий та шостий розділи – охорона праці, безпека в надзвичайних ситуаціях та охорона довкілля відповідно. Робота викладена на 80 сторінках і містить 32 рисунка та 10 таблиць. Список використаної літератури складається з 46 джерел, з них 11 іноземними мовами. Ключові слова: білок діацилгліцерол О-ацилтрансферази 1, ген DGAT1, поліморфізм, молекулярні маркери, Bos taurus. Об’єктом дослідження є результати біоінформаційного аналізу поліморфізму гена DGAT1 і його зв'язок із господарськи цінними ознаками Bos taurus. Предметом досліджень є процеси формування поліморфізму DGAT1_exon 8_K232A Bos taurus в умовах господарств України. Метою даної роботи був аналіз впливу поліморфізму DGAT1_exon 8_K232A Bos taurus при формуванні господарськи цінних ознак Bos taurus в умовах господарств України. Для виконання поставленої мети визначені такі завдання: - охарактеризувати будову та функції білка діацилгліцерол О-ацилтрансферази 1 та гену DGAT1; - провести біоінформаційний аналіз послідовності білка діацилгліцерол О-ацилтрансферази 1 (DGAT1) ратичних; - провести біоінформаційний аналіз нуклеотидної послідовності mRNA гена DGAT1 ратичних: - проаналізувати нуклеотидну структуру екзону 8 гена DGAT1 Bos taurus; - проаналізувати рівень генетичного поліморфізму DGAT1_exon 8_K232A в умовах господарств України; - провести мета-аналіз зв’язку між поліморфізмом DGAT1_exon 8_K232A та вмістом жиру і білка в молоці корів. Результати роботи та їх новизна: 1. Діацилгліцерол О-ацилтрансфераза 1 (DGAT1) – маркер QTL для властивостей виробництва молока, розташований в центромерній області 14 хромосоми Bos taurus (BTA14), займає положення 603,035..612,781 пар нуклеотидів та складається з 17 екзонів. Ген DGAT1 великої рогатої худоби транскрибується в мРНК, що містить 245 п.н. послідовності 5′-нетрансльованої області; 1470 п.н., що кодує білок з 489 амінокислот, і 275 п.н. послідовності 3′-нетрансльованої області, включаючи сигнал поліаденілування AATAAA. 2. Найбільше відрізняються за амінокислотним складом білка DGAT1 від биків і буйволів види коней (рід Equus) і свиня свійська (Sus scrofa). Найближчими до биків і буйволів є коза, вівця та вівцебик, хоча свійська коза має деякі особливості в структурі цього білка. Дещо далі від них розташовані оленеві (олені, лані, північний олень). 3. Проаналізовано 12 послідовностей ДНК, що відносилися до екзону 8 гена DGAT1 Bos taurus, в результаті чого було виявлено 7 поліморфних сайтів. Оцінка гаплотипного різноманіття для цих проаналізованих послідовностей склала Hd = 0,939 ± 0,058, а оцінка нуклеотидного різноманіття складала π = 0,00587 ± 0,00067. Для гаплотипів 2-7 мала місце одночасно дві заміни g→a (10433) та c→a (10434), тоді як для гаплотипу 8 відмічається лише одна заміна g→a (10433), а для гаплотипу 9 – лише одна заміна c→a (10434). 4. Для різних порід худоби України, так і для п’яти популяцій УЧоРМ породи, спостерігається значний надлишок особин із гетерозиготним генотипом (АК). Рівень генетичної міжпородної диференціації був відносно високим (FST = +0,065), тоді як п’ять досліджених популяцій УЧоРМ породи були дуже гомогенними за частотами генотипів поліморфізму DGAT1_exon 8_K232A (FST = +0,016). 5. За показником надою за 305 днів генотип AA має суттєву перевагу над KK, що підтверджено статистично значущою різницею (SMD = 0,42 [0,03; 0,81]). Генотип АК також демонструє перевагу над КК (SMD = 0,42 [0,04; 0,81]). 6. За показником вмісту жиру в молоці генотип КK демонструє суттєво вищий вміст жиру порівняно з АK (SMD = -1,13 [-1,53; -0,73]) та АА (SMD = -1,48 [-3,27; 0,32]). Апробація досліджень: результати досліджень було представлено на VII міжнародній науково-практичній конференції «The process and dynamics of the scientific path» (м. Афіни, 2024 р.), з публікацією тез доповіді на тему «Вплив поліморфізму QTL-гену DGAT1 на молочну продуктивність Bos taurus та його використання у маркер-опосередкованій селекції (MAS)»