Полиморфизм ДНК собак (Canis familiaris L.). V. Однонуклеотидные замены
04.04.2022
Авторы:
Название:
Полиморфизм ДНК собак (Canis familiaris L.). V. Однонуклеотидные замены
Страницы:
387-401
Кратко рассмотрены особенности ядерного генома собак, включая ряд референсных геномов, уделив наибольшее внимание однонуклеотидному полиморфизму ДНК в виде так называемых снипов. Отмечено, что под детекцией снипов подразумевают два процесса в виде их обнаружения de novo с помощью секвенирования ДНК, в том числе полногеномного, а также выявления уже известных снипов в геномах в ходе репликативных исследований на большом экспериментальном материале. Определенное внимание уделено специализированным базам данных и интернет-ресурсам по снипам у собак. Затронуты вопросы ДНК-регистрации отдельных особей собак на основе однонуклеотидного полиморфизма, что может иметь различные приложения, в том числе для криминалистики и для контроля за собаками, способствуя ликвидации бездомных собак как класса.
- Гарафутдинов Р.Р., Гайнуллина К.П., Кирьянова О.Ю., Юрина А.В., Долматова И.Ю., Логинов О.Н., Чемерис А.В. Полиморфизм ДНК лошади Equus caballus и методы его выявления // Биомика. 2020. Т.12(2). С. 272-299. DOI:10.31301/2221-6197.bmcs.2020-16 2. Гарафутдинов Р.Р., Чемерис Д.А., Сахабутдинова А.Р., Алексеев Я.И., Геращенков Г.А., Гиниятов Ю.Р., Аминев Ф.Г., Чемерис А.В. Полиморфизм ДНК собак (Canis familiaris L.). III. VNTR- и STR-локусы. Их применение в собаководстве и криминалистике // Biomics. 2021. Т.13(3). С.321-346. DOI: 10.31301/2221-6197.bmcs.2021-23 3. Гиниятов Ю.Р., Чемерис Д.А., Яхин О.И., Гарафутдинов Р.Р., Чемерис А.В. Прасобаки, собаки и их будущее // Biomics. 2021. Т.13(3). С. 288-297. DOI: 10.31301/2221-6197.bmcs.2021-20 4. Сахабутдинова А.Р., Чемерис Д.А., Гарафутдинов Р.Р., Алексеев Я.И., Гиниятов Ю.Р., Аминев Ф.Г., Чемерис А.В. Полиморфизм ДНК собак (Canis familiaris) и его применение. IV. Митохондриальная ДНК // Biomics. 2021. Т.13(3). С.347-359. DOI: 10.31301/2221-6197.bmcs.2021-24 5. Чемерис Д.А., Гиниятов Ю.Р., Гарафутдинов Р.Р., Чемерис А.В. Полиморфизм ДНК собак (Canis familiaris L.). I. Происхождение, распространение собак в свете молекулярно-биологических данных об их митохондриальных и ядерных геномах // Biomics. 2021. Т.13(3). С.298-308. DOI: 10.31301/2221-6197.bmcs.2021-21 6. 1000 Genomes Project Consortium; Auton A, Brooks L.D., Durbin R.M., Garrison E.P., Kang H.M., Korbel J.O., Marchini J.L., McCarthy S., McVean G.A. A global reference for human genetic variation // Nature. 2015. V.526(7571). P.68-74. doi:10.1038/nature15393 7. Auton A., Brooks L.D., Durbin R.M., Garrison E.P, Kang H.M., Korbel J.O., Marchini J.L., McCarthy Sh., McVean G.A. A global reference for human genetic variation. 1000 Genomes Project Consortium // Nature. 2015. V. 526(7571). P. 68-74. doi:10.1038/nature15393 8. Bai B., Zhao W.M., Tang B.X., Wang Y.Q., Wang L., Zhang Z., Yang H.C., Liu Y.H., Zhu J.W., Irwin D.M., Wang G.D., Zhang Y.P. DoGSD: the dog and wolf genome SNP database // Nucleic Acids Res. 2015. V. 43(Database issue). D777-83. doi:10.1093/nar/gku1174 9. Berger C., Heinrich J., Berger B., Hecht W., Parson W. On Behalf Of CaDNAP. Towards Forensic DNA Phenotyping for Predicting Visible Traits in Dogs // Genes (Basel). 2021. V. 12(6). 908. doi:10.3390/genes12060908 10. Brouillette J.A., Andrew J.R., Venta P.J. Estimate of nucleotide diversity in dogs with a pool-and-sequence method // Mamm. Genome. 2000. V. 11(12). P. 1079-1086. doi:10.1007/s003350010220 11. Buckley R.M., Harris A.C., Wang G.D., Whitaker D.T., Zhang Y.P., Ostrander E.A. Best practices for analyzing imputed genotypes from low-pass sequencing in dogs // Mamm. Genome. 2021. doi:10.1007/s00335-021-09914-z 12. Cadieu E., Neff M.W., Quignon P., Walsh K., Chase K., Parker H.G., Vonholdt B.M., Rhue A., Boyko A., Byers A., Wong A., Mosher D.S., Elkahloun A.G., Spady T.C., André C., Lark K.G., Cargill M., Bustamante C.D., Wayne R.K., Ostrander E.A. Coat variation in the domestic dog is governed by variants in three genes // Science. 2009. V. 326(5949). P. 150-153. doi:10.1126/science.1177808 13. Capriotti E., Montanucci L., Profiti G., Rossi I., Giannuzzi D., Aresu L., Fariselli P. Fido-SNP: The first webserver for scoring the impact of single nucleotide variants in the dog genome // Nucleic Acids Res. 2019. V. 47. W136-W141. DOI:10.1093/nar/gkz420 14. Courts C., Euteneuer J., Gosch A. There is no evidence that dogs can smell DNA - Comment on "Individual human scent as a forensic identifier using mantrailing" // Forensic Sci. Int. 2019. V. 297. e14-e15. doi:10.1016/j.forsciint.2019.02.013 15. Dreger D.L., Rimbault M., Davis B.W., Bhatnagar A., Parker H.G., Ostrander E.A. Whole-genome sequence, SNP chips and pedigree structure: building demographic profiles in domestic dog breeds to optimize genetic-trait mapping // Dis. Model Mech. 2016. V. 9(12). P. 1445-1460. doi:10.1242/dmm.027037 16. Field M.A., Rosen B.D., Dudchenko O., Chan E.K.F., Minoche A.E., Edwards R.J., Barton K., Lyons R.J., Tuipulotu D.E., Hayes V.M., Omer A., Colaric Z., Keilwagen J., Skvortsova K., Bogdanovic O., Smith M.A., Aiden E.L., Smith T.P.L., Zammit R.A., Ballard J.W.O. Canfam_GSD: De novo chromosome-length genome assembly of the German Shepherd Dog (Canis lupus familiaris) using a combination of long reads, optical mapping, and Hi-C // Gigascience. 2020. V. 9(4):giaa027. doi:10.1093/gigascience/giaa027 17. Ghanatsaman Z.A., Wang G.D., Asadi F.M., Zhang Y.P., Esmailizadeh A. Genome resequencing data for Iranian local dogs and wolves // BMC Res. Notes. 2020. V. 13(1). 436. doi:10.1186/s13104-020-05271-3 18. Gou X., Wang Z., Li N., Qiu F., Xu Z., Yan D., Yang S., Jia J., Kong X., Wei Z., Lu S., Lian L., Wu C., Wang X., Li G., Ma T., Jiang Q., Zhao X., Yang J., Liu B., Wei D., Li H., Yang J., Yan Y., Zhao G., Dong X., Li M., Deng W., Leng J., Wei C., Wang C., Mao H., Zhang H., Ding G., Li Y. Whole-genome sequencing of six dog breeds from continuous altitudes reveals adaptation to high-altitude hypoxia // Genome Res. 2014. V. 24(8). P. 1308-1315. doi:10.1101/gr.171876.113 19. Halo J.V., Pendleton A.L., Shen F., Doucet A.J., Derrien T., Hitte C., Kirby L.E., Myers B., Sliwerska E., Emery S., Moran J.V., Boyko A.R., Kidd J.M. Long-read assembly of a Great Dane genome highlights the contribution of GC-rich sequence and mobile elements to canine genomes // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2021. V. 118(11). e2016274118. doi:10.1073/pnas.2016274118 20. Hayward J.J., White M.E., Boyle M., Shannon L.M., Casal M.L., Castelhano M.G., Center S.A., Meyers-Wallen V.N., Simpson K.W., Sutter N.B., Todhunter R.J., Boyko A.R. Imputation of canine genotype array data using 365 whole-genome sequences improves power of genome-wide association studies // PLoS Genet. 2019. V. 15(9). e1008003. doi:10.1371/journal.pgen.1008003 21. Hoeppner M.P., Lundquist A., Pirun M., Meadows J.R., Zamani N., Johnson J., Sundström G., Cook A., FitzGerald M.G., Swofford R., Mauceli E., Moghadam B.T., Greka A., Alföldi J., Abouelleil A., Aftuck L., Bessette D., Berlin A., Brown A., Gearin G., Lui A., Macdonald J.P., Priest M., Shea T., Turner-Maier J., Zimmer A., Lander E.S., di Palma F., Lindblad-Toh K., Grabherr M.G. An improved canine genome and a comprehensive catalogue of coding genes and non-coding transcripts // PLoS One. 2014. V. 9(3). e91172. doi:10.1371/journal.pone.0091172 22. Jagannathan V., Hitte C., Kidd J.M., Masterson P., Murphy T.D., Emery S., Davis B., Buckley R.M., Liu Y.H., Zhang X.Q., Leeb T., Zhang Y.P., Ostrander E.A., Wang G.D. Dog10K_Boxer_Tasha_1.0: A Long-Read Assembly of the Dog Reference Genome // Genes (Basel). 2021. V. 12(6). 847. doi:10.3390/genes12060847 23. Jiang H.H., Li B., Ma Y., Bai S.Y., Dahmer T.D., Linacre A., Xu Y.C. Forensic validation of a panel of 12 SNPs for identification of Mongolian wolf and dog // Sci. Rep. 2020. V. 10(1). 13249. doi:10.1038/s41598-020-70225-5 24. Jones P., Chase K., Martin A., Davern P., Ostrander E.A., Lark K.G. Single-nucleotide-polymorphism-based association mapping of dog stereotypes // Genetics. 2008. V. 179(2). P. 1033-1044. doi:10.1534/genetics.108.087866 25. Kirkness E.F., Bafna V., Halpern A.L., Levy S., Remington K., Rusch D.B., Delcher A.L., Pop M., Wang W., Fraser C.M., Venter J.C. The dog genome: survey sequencing and comparative analysis // Science. 2003. V. 301(5641). P. 1898-1903. doi:10.1126/science.1086432 26. Klees S., Heinrich F., Schmitt A.O., Gültas M. agReg-SNPdb: A Database of Regulatory SNPs for Agricultural Animal Species // Biology (Basel). 2021. V.10(8). 790. doi:10.3390/biology10080790 27. Lampi S., Donner J., Anderson H., Pohjoismäki J. Variation in breeding practices and geographic isolation drive subpopulation differentiation, contributing to the loss of genetic diversity within dog breed lineages // Canine Med. Genet. 2020. V. 7. 5. doi:10.1186/s40575-020-00085-9 28. Leegwater P.A., van Hagen M.A., van Oost B.A. Localization of white spotting locus in Boxer dogs on CFA20 by genome-wide linkage analysis with 1500 SNPs // J. Hered. 2007. V. 98(5). P. 549-552. doi:10.1093/jhered/esm022. 29. Lindblad-Toh K., Wade C.M., Mikkelsen T.S. et al. Genome sequence, comparative analysis and haplotype structure of the domestic dog // Nature. 2005. V. 438(7069). P. 803-819. doi:10.1038/nature04338 30. Natanaelsson C., Oskarsson M.C., Angleby H., Lundeberg J., Kirkness E., Savolainen P. Dog Y chromosomal DNA sequence: identification, sequencing and SNP discovery // BMC Genet. 2006. V. 7. 45. doi:10.1186/1471-2156-7-45 31. Ostrander E.A., Wang G.D., Larson G., vonHoldt B.M., Davis B.W., Jagannathan V., Hitte C., Wayne R.K., Zhang Y.P. Dog10K Consortium. Dog10K: an international sequencing effort to advance studies of canine domestication, phenotypes and health // Natl. Sci. Rev. 2019. V. 6(4). P. 810-824. doi:10.1093/nsr/nwz049 32. Otecko N., Peng M.S., Yang H.C., Zhang Y.P., Wang G.D. Re-evaluating data quality of dog mitochondrial, Y chromosomal, and autosomal SNPs genotyped by SNP array // Zool. Res. 2016. V. 37(6). P. 356-360. doi:10.13918/j.issn.2095-8137.2016.6.356 33. Parra D., García D., Mendez S., Cañon J., Dunner S. High Mutation Rates in Canine Tetranucleotide Microsatellites: Too Much Risk for Genetic Compatibility Purposes? // The Open Forensic Sci. J. 2010. V. 3. P.9-13. 34. Pilot M., Malewski T., Moura A.E., Grzybowski T., Oleński K., Kamiński S., Fadel F.R., Alagaili A.N., Mohammed O.B., Bogdanowicz W. Diversifying Selection Between Pure-Breed and Free-Breeding Dogs Inferred from Genome-Wide SNP Analysis // G3 (Bethesda). 2016. V. 6(8). P. 2285-2298. doi:10.1534/g3.116.029678 35. Pinc L., Bartoš L., Reslová A., Kotrba R. Dogs discriminate identical twins // PLoS One. 2011. V. 6(6). e20704. doi:10.1371/journal.pone.0020704 36. Plassais J., Kim J., Davis B.W., Karyadi D.M., Hogan A.N., Harris A.C., Decker B., Parker H.G., Ostrander E.A. Whole genome sequencing of canids reveals genomic regions under selection and variants influencing morphology // Nat. Commun. 2019. V. 10(1). 1489. doi:10.1038/s41467-019-09373-w 37. Quignon P., Herbin L., Cadieu E., Kirkness E.F., Hédan B., Mosher D.S., Galibert F., André C., Ostrander E.A., Hitte C. Canine population structure: assessment and impact of intra-breed stratification on SNP-based association studies // PLoS One. 2007. V. 2(12). e1324. doi:10.1371/journal.pone.0001324 38. Raymond P.W., Velie B.D., Wade C.M. Forensic DNA phenotyping: Canis familiaris breed classification and skeletal phenotype prediction using functionally significant skeletal SNPs and indels // Anim. Genet. 2021. doi:10.1111/age.13165 39. Robin S., Tacher S., Rimbault M., Vaysse A., Dréano S., André C., Hitte C., Galibert F. Genetic diversity of canine olfactory receptors // BMC Genomics. 2009. V. 10. 21. doi:10.1186/1471-2164-10-21 40. Tang B., Zhou Q., Dong L., Li W., Zhang X., Lan L., Zhai S., Xiao J., Zhang Z., Bao Y., Zhang Y.P., Wang G.D., Zhao W. iDog: an integrated resource for domestic dogs and wild canids // Nucleic Acids Res. 2019. V. 47(D1). D793-D800. doi:10.1093/nar/gky1041 41. Tsai K.L., Evans J.M., Noorai R.E., Starr-Moss A.N., Clark L.A. Novel Y Chromosome Retrocopies in Canids Revealed through a Genome-Wide Association Study for Sex // Genes (Basel). 2019. V. 10(4). 320. doi:10.3390/genes10040320 42. Våge J., Lingaas F. Single nucleotide polymorphisms (SNPs) in coding regions of canine dopamine- and serotonin-related genes // BMC Genet. 2008. V. 9. 10. doi:10.1186/1471-2156-9-10 43. Vaysse A., Ratnakumar A., Derrien T., Axelsson E., Rosengren P.G, Sigurdsson S., Fall T., Seppälä E.H., Hansen M.S., Lawley C.T., Karlsson E.K. Identification of genomic regions associated with phenotypic variation between dog breeds using selection mapping // PLoS Genet. 2011. V. 7(10). e1002316. doi:10.1371/journal.pgen.1002316 44. Viluma A., Sayyab S., Mikko S., Andersson G., Bergström T.F. Evaluation of whole-genome sequencing of four Chinese crested dogs for variant detection using the ion proton system // Canine Genet. Epidemiol. 2015. V. 2. 16. doi:10.1186/s40575-015-0029-2 45. vonHoldt B.M., Pollinger J.P., Earl D.A., Parker H.G., Ostrander E.A., Wayne R.K. Identification of recent hybridization between gray wolves and domesticated dogs by SNP genotyping // Mamm. Genome. 2013. V. 24(1). P. 8-88. doi:10.1007/s00335-012-9432-0 46. vonHoldt B.M., Pollinger J.P., Lohmueller K.E., Han E., Parker H.G., Quignon P., Degenhardt J.D., Boyko A.R., Earl D.A., Auton A., Reynolds A., Bryc K., Brisbin A., Knowles J.C., Mosher D.S., Spady T.C., Elkahloun A., Geffen E., Pilot M., Jedrzejewski W., Greco C., Randi E., Bannasch D., Wilton A., Shearman J., Musiani M., Cargill M., Jones P.G., Qian Z., Huang W., Ding Z.L., Zhang Y.P., Bustamante C.D., Ostrander E.A., Novembre J., Wayne R.K. Genome-wide SNP and haplotype analyses reveal a rich history underlying dog domestication // Nature. 2010. V. 464(7290). P. 898-902. doi:10.1038/nature08837 47. Wang C., Wallerman O., Arendt M.L., Sundström E., Karlsson Å., Nordin J., Mäkeläinen S., Pielberg G.R., Hanson J., Ohlsson Å., Saellström S., Rönnberg H., Ljungvall I., Häggström J., Bergström T.F., Hedhammar Å., Meadows J.R.S., Lindblad-Toh K. A novel canine reference genome resolves genomic architecture and uncovers transcript complexity // Commun. Biol. 2021. V. 4(1). 185. doi:10.1038/s42003-021-01698-x 48. Wang G.D., Larson G., Kidd J.M., vonHoldt B.M., Ostrander E.A., Zhang Y.P. Dog10K: the International Consortium of Canine Genome Sequencing // Natl. Sci. Rev. 2019. V. 6(4). P. 611-613. doi:10.1093/nsr/nwz068 49. Yang Q., Chen H., Ye J., Liu C., Wei R., Chen C., Huang L. Genetic Diversity and Signatures of Selection in 15 Chinese Indigenous Dog Breeds Revealed by Genome-Wide SNPs // Front. Genet. 2019. V. 10. 1174. doi:10.3389/fgene.2019.01174 50. Yokoyama J.S., Erdman C.A., Hamilton S.P. Array-based whole-genome survey of dog saliva DNA yields high quality SNP data // PLoS One. 2010. V. 5(5). e10809. doi:10.1371/journal.pone.0010809