Haplotypy holsztynów HH1-HH7

Mutacje z rodzaju haplotypów są śmiertelnymi defektami recesywnymi występującymi w rasie bydła holsztyńsko-fryzyjskiego. Ujawniają się u osobników homozygotycznych z dwoma kopiami zmutowanych alleli. Przyczyniają się do nieprawidłowego rozwoju zarodkowego i aborcji nienarodzonych osobników. Mogą być przekazywane potomstwu przez nosicieli bez większych oznak co doprowadziło do cyklu reakcji wyeliminowania tych wad genetycznych w populacji bydła holsztynów.

Haplotyp HH1 zlokalizowany w obrębie chromosomu 5 (BTA 5), odpowiedzialny jest za mutację białka APAF1, przyczyniając się do skrócenia jego struktury. Taki stan doprowadza do poważnych konsekwencji zaburzeń rozwojowych i neurodegeneracyjnych zarodka u bydła, które prowadzą do jego obumarcia przed urodzeniem.

Haplotyp HH2 zlokalizowany na chromosomie 1 (BTA 1) determinuje powstanie mutacji genu kodującego białko IFT80. Mutacja ta skutkuje skróceniem białka o obszerną ilość aminokwasów, w konsekwencji prowadząc do braku równowagi w transporcie przez błony komórkowe, za który odpowiada białko IFT80 wraz z pozostałą resztą podjednostek z grupy IFT. Zaburzenia wpływają na proces rozwoju zarodkowego, przyczyniając się do braku możliwości prawidłowego funkcjonowania komórek organizmu i obumarcie zarodka.

Haplotyp HH3 mapuje się na chromosomie 8 (BTA 8). Determinuje wystąpienie mutacji w obrębie genu SMC2, spowodowaną zamianą aminokwasu w sekwencji. Kodowane białko SMC2 odpowiada za kluczową rolę w regulacji i naprawie DNA, ściśle związanym z kondensacją chromosomów podczas podziału komórkowego. Brak prawidłowo wykształconego białka doprowadza do utraty żywotności zarodka.

Haplotyp HH4 znajdujący się na chromosomie 1 (BTA 1) odpowiada za mutację białka GART, spowodowaną zamianą aminokwasu w sekwencji. Kodowane białko bierze udział w syntezie puryn, które są niezbędnymi składnikami cząsteczek DNA, RNA oraz ATP. Mutacja prowadzi do utraty funkcji białka GART, a tym samym doprowadzając do śmierci zarodka po zapłodnieniu.

Haplotyp HH5 zlokalizowany jest na chromosomie 9 (BTA 9). Mutacja spowodowana jest delecją w regionie kodującym białko transferazy TFB1M. TFB1M ma kluczowe znaczenie dla translacji białek w mitochondriach. Brak w pełni funkcjonalnej transferazy prowadzi do destabilizacji rybosomów i zaburzenia biosyntezy białek, doprowadzając do śmiertelnych konsekwencji dla zarodka.

Haplotyp HH6 zmapowany na chromosomie 16 (BTA 16) odpowiada za mutację w genie kodującym białko SDE2, istotne dla utrzymania stabilności telomerów w organizmach eukariotycznych. Mutacja prowadzi do dysfunkcji białka SDE2 poprzez skrócenie jego struktury, co przyczynia się do zaburzenia wzrostu zarodka i obumarcia.

Haplotyp HH7 znajdujący się na chromosomie 27 (BTA27) determinuje mutację odpowiedzialną za delecję nukleotydów w strukturze białka CENPU. Kodowane białko centromerowe U jest składnikiem centromeru, niezbędnym do prawidłowej segregacji chromosomów podczas mitozy. Mutacja powoduje defekty w podziale mitotycznym i prowadzi do wczesnej śmierci embrionalnej.

LITERATURA #

1. Adams HA, Sonstegard TS, VanRaden PM, Null DJ, Van Tassell CP, Larkin DM, Lewin HA. Identification of a nonsense mutation in APAF1 that is likely causal for a decrease in reproductive efficiency in Holstein dairy cattle. (2016). J Dairy Sci. 99(8):6693-6701.
   
2. Daetwyler HD, Capitan A, Pausch H, Stothard P, van Binsbergen R, Brøndum RF, Liao X, Djari A, Rodriguez SC, Grohs C, Esquerré D, Bouchez O, Rossignol MN, Klopp C, Rocha D, Fritz S, Eggen A, Bowman PJ, Coote D, Chamberlain AJ, Anderson C, VanTassell CP, Hulsegge I, Goddard ME, Guldbrandtsen B, Lund MS, Veerkamp RF, Boichard DA, Fries R, Hayes BJ. Whole-genome sequencing of 234 bulls facilitates mapping of monogenic and complex traits in cattle. (2014). Nat Genet. 46(8):858-65.
   
3. Fritz S, Capitan A, Djari A, Rodriguez SC, Barbat A, Baur A, Grohs C, Weiss B, Boussaha M, Esquerré D, Klopp C, Rocha D, Boichard D. Detection of haplotypes associated with prenatal death in dairy cattle and identification of deleterious mutations in GART, SHBG and SLC37A2. (2013). PLoS One. 7;8(6).
   
4. Hozé C, Escouflaire C, Mesbah-Uddin M, Barbat A, Boussaha M, Deloche MC, Boichard D, Fritz S, Capitan A. Short communication: A splice site mutation in CENPU is associated with recessive embryonic lethality in Holstein cattle. (2020). J Dairy Sci. 103(1):607-612.
   
5. Kamiński S. Missense mutation in SDE2 gene – new lethal defect transmitted into Polish Holstein-Friesian cattle. (2018). Polish Journal of Veterinary Sciences Vol. 22, No. 3, 627–630.
   
6. Ortega MS, Bickhart DM, Lockhart KN, Null DJ, Hutchison JL, McClure JC, Cole JB. Truncation of IFT80 causes early embryonic loss in Holstein cattle associated with Holstein haplotype 2. (2022). J Dairy Sci. 105(11):9001-9011.
   
7. Schütz E, Wehrhahn C, Wanjek M, Bortfeld R, Wemheuer WE, Beck J, Brenig B. The Holstein Friesian Lethal Haplotype 5 (HH5) Results from a Complete Deletion of TBF1M and Cholesterol Deficiency (CDH) from an ERV-(LTR) Insertion into the Coding Region of APOB. (2016). PLoS One. 11(6).