Построение сетей взаимодействий белковых продуктов генов-кандидатов, ассоциированных с левосторонним смещением сычуга у голштинских коров

Левостороннее смещение сычуга (LDA) - одно из заболеваний молочных коров, приводящее к значительным экономическим убыткам. К его клиническим признакам относятся угнетенное состояние животного, снижение аппетита, атония сычуга и скопление в нем газов, снижение продуктивности. Генетические и метаболические механизмы, обусловливающие эти проявления, в том числе с учетом популяционных различий, остаются недостаточно изученными. В представленной работе мы выполнили анализ популяционной стратификации методом кластеризации геномов животных изучаемых групп, провели полногеномный поиск ассоциаций с использованием регрессионной модели (при этом обнаружили новый, не описанный ранее ассоциированный с LDA полиморфизм) и построили сети белковых взаимодействий продуктов генов-кандидатов, ассоциированных с LDA. Цель работы состояла в многостороннем анализе генетических и физиологических аспектов левостороннего смещения сычуга. Исследование проведено на коровах голштинской породы (средний удой 12274 кг за 305 сут лактации) из трех хозяйств Ленинградской области в 2022-2023 годах. При анализе структуры популяции коров методом ADMIXTURE мы не выявили значительных различий в представленности кластеров в геномах животных опытной и контрольной групп. Отсутствие выраженной стратификации доказывает, что определенные предковые популяции не играют значительной роли в формировании предрасположенности к левостороннему смещению сычуга. С помощь полногеномного поиска ассоциаций при использовании метода SAIGE был обнаружен новый ассоциированный с LDA полиморфизм, расположенный в интроне гена FYN . По результатам функционального аннотирования генов-кандидатов c помощью базы данных STRING (https://string-db.org/) построена сеть белковых взаимодействий их продуктов. Полученная сеть взаимодействий включает как кластеры белков, так и отдельные белки. Мы выявили три кластера, состоящие из заданных нами белков и белков, дополненных базой данных STRING. Первый кластер связан с нарушением функции печени (белки PRKCB, SRP72, ABCB11, SOX4), второй - с метаболизмом кальция (белок GSG1L), третий с воспалительными реакциями (белки IFI44 и FBXL19). Также в сеть вошли не охарактеризованные на сегодняшний день белки, которые напрямую или опосредованно могут быть вовлечены в патогенез левостороннего смещения сычуга у высокопродуктивных коров. В целом с левосторонним смещением сычуга у коров ассоциируется большое число генов, участвующих в жизненно важных метаболических путях. Согласно данным литературы и результатам проведенных нами исследований, в разных популяциях крупного рогатого скота голштинской породы такие гены значительно различаются. Продукты этих генов универсальны и вовлечены в клеточные процессы, связанные с пролиферацией, дифференциацией, миграцией, межклеточной сигнализацией, апоптозом и многими другими функциями клетки. Кроме того, такие белковые продукты могут влиять на экспрессию других генов и некоторые из них при определенных физиологических состояниях клетки играют значительную роль в онкогенезе. Возможно, разнообразие описанных генов связано не только со смещением сычуга, но и с иными сопутствующими заболеваниями, которые нередко диагностируются у коров с левосторонним смещением сычуга. Таким образом, левостороннее смещение сычуга, вероятно, следует определить, как сложное полигенное заболевание, и полученная нами информация дополняет общую базу данных по вариантам генов при этой патологии высокопродуктивных молочных коров и расширяет представления о ее генной архитектуре.