Определение уровня экспрессии гена LCORL в мышечной ткани северных оленей
Оленеводство является исконной отраслью и важнейшим видом животноводства малочисленных коренных народов Севера. Селекция и племенная работа в оленеводстве ведется традиционными методами, включающими в себя специфическую культуру, а также большой опыт разведения северных оленей в различных ландшафтных зонах с климатическими особенностями.
Ненецкая аборигенная порода северных оленей — самая большая в России и мире по численности (950 тыс. голов) и используемой пастбищной территории (110 млн га). Данную породу разводят на территории Мурманской области (Кольский п-ов), Ненецкого автономного округа (АО), Республики Коми, Ямало-Ненецкого, Ханты-Мансийского и Таймырского (Долгано-Ненецкого) автономных округов. Олени этой породы средней величины с достаточно хорошо выраженными рабочими качествами. Они отлично адаптируются к местным природно-климатическим условиям.
Домашние северные олени живут на полувольном выпасе, питаются теми же кормами, что и дикие сородичи, однако используют кормовые ресурсы более полно, поскольку не совершают длительных миграций. Макдевитт с соавт. выделяет несколько экотипов внутри ненецкой породы, разделение основано на сроках отела, особенностях телосложения, живой массе, окраске.
Исследования по биоразнообразию и генетической структуре ненецкой породы активно ведутся в России. Актуальным становится изучение генов, участвующих в формировании продуктивных качеств домашнего северного оленя ненецкой породы. Анализ основополагающих механизмов экспрессии генов, вовлеченных в определение размеров тела, позволяет глубже понять их вклад в формирование морфологических характеристик организма на протяжении всего периода его индивидуального развития.
LCORL (ligand dependent nuclear receptor corepressor-like) — лиганд-зависимый ядерный рецептор, подобный корепрессору, является транскрипционным фактором и использует консервативный мотив спираль-поворот-спираль для связывания с ДНК. Активно функционирует при сперматогенезе и является одним из важнейших генов, который определяет рост и массу тела у животных.
Для дальнейших научных интерпретаций будет использоваться референсный геном белохвостого оленя (Odocoileus virginianus texanus) на платформе https://ncbi.nlm.nih.gov, так как в базах данных отсутствует последовательность полного генома северного оленя (Rangifer tarandus). Ген LCORL белохвостого оленя имеет общую протяженность 180 749 п. н. и состоит из 14 экзонов. Из них наиболее протяженным и информативным является экзон 7 — 4812 п. н. (1604 аминокислот), остальные экзоны имеют существенно более низкую протяженность (8 — 88 п. н., 6 — 93 п. н., 5 — 252 п. н., 4 — 132 п. н., 3 — 81 п. н., 2 — 63 п. н., 1 — 614 п. н.).
Цель исследования — анализ уровня экспрессии гена LCORL в поперечной грудной мышце домашнего северного оленя ненецкой породы в связи с убойной массой животных.
Материалы и методы исследования
Исследование проводили в лаборатории молекулярной генетики Всероссийского НИИ генетики и разведения сельскохозяйственных животных — филиала ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр животноводства — ВИЖ им. академика Л.К. Эрнста (г. Пушкин, г. Санкт-Петербург, Россия).
Материалом для исследований послужила мРНК, выделенная из поперечной грудной мышцы домашнего северного оленя ненецкой породы (n = 49) обоих полов, возраст животных 5–7 лет в момент набора максимальной живой массы (после гона). Данные об убойной массе получены с заготовительных пунктов п-ва Ямал (Тазовский р-н Ямало-Ненецкого автономного округа Тюменской области Российской Федерации) в 2023 году.
Общая выборка животных была разделена по полу на быков и важенок. Выборки по полу животных разделили на группы по убойной массе (в кг): 30,8—39,9; 40,4–49,6; 50,2–59,2; 60,2–75,0.
Сбор образцов тканей поперечной грудной мышцы проводили после убоя путем отделения части ткани с помощью скальпеля. Образцы помещали в стабилизирующий раствор «Фиксатор IntactRNA для стабилизации РНК в биологических образцах» («Евроген», Россия). Выделение РНК и ДНК проводили с использованием коммерческого набора «ЛИРА+» для выделения РНК, ДНК и белков (ООО «Биолабмикс», Россия).
В качестве эндогенного контроля использовали референсный ген домашнего хозяйства GAPDH (Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase). Дизайн праймеров для генов LCORL и GAPDH осуществляли при помощи базы данных NCBI с использованием программы BLAST (США).
Последовательность праймеров (ООО «Бигль», Санкт-Петербург) представлена в таблице 1.
Конвертирование РНК в кДНК проводили с использованием коммерческого набора «Обратная транскриптаза M-MuLV — RH» (ООО «Биолабмикс», Россия). Реакцию ПЦР в реальном времени (ПЦР-РВ) для каждого образца проводили в трех повторах с применением реагентов «БиоМастер HS-qPCR SYBR Blue(2×)» (ООО «Биолабмикс», Россия) на приборе IQ5 (Bio-Rad, США) с использованием программного обеспечения прибора.
Расчет изменений экспрессии гена LCORL выполняли методом -2ddCt (delta delta Cycle threshold) [18]. Статистическую обработку данных проводили в программе SIGMAPLOT 14 с применением ANOVA by ranks и критерия Крускала — Уоллиса (США), который предназначен для проверки равенства медиан нескольких выборок, при ненормальном распределении показателей признака. Известен и под названиями H-критерий Крускала — Уоллиса, однофакторный дисперсионный анализ Крускала — Уоллиса (англ. Kruskal — Wallis one-way analysis of variance).
Мощность выполненного теста альфа = 0,050 : 0,109.
Корреляционный анализ выполнен с применением критерия Спирмена.
Результаты и обсуждение
Проведено исследование транскрипционной активности гена LCORL в поперечной грудной мышце домашнего северного оленя ненецкой породы с подтверждением связи относительного уровня экспрессии и убойной массы животных (табл. 2).
Самый высокий уровень относительной экспрессии гена LCORL в поперечной грудной мышце наблюдали в исследуемой группе оленей с убойной массой 40,4–49,6 кг в образце 42 (10,34008), а самый минимальный — в группе 30,8–39,9 кг в образце 16 (0,00002).
На рисунке 1 каждый столб отражает уровень экспрессии гена LCORL в отдельном образце поперечной грудной мышцы домашних северных оленей ненецкой породы.
Анализ корреляционных связей с применением критерия Спирмена не выявил разнонаправленную зависимость уровня относительной экспрессии гена LCORL в образцах поперечной грудной мышцы с убойной массой оленей разных групп, что, видимо, может быть обусловлено особенностями выборки оленей.
На следующем этапе данного исследования провели сравнительный анализ уровня относительной экспрессии гена LCORL в исследуемой ткани у оленей разных групп по убойной массе. Результаты показали, что ген LCORL высоко экспрессируется в группе убойной массы 50,2–59,2 кг (Median = 0,367), а самый низкое значение экспрессии — в группе оленей 60,2–75 кг (Median = 0,036) (табл. 3). Выявлено, что во второй группе по убойной массе наблюдаются высокие средние значения уровня относительной экспрессии 1,277±0,561 у важенок и 2,012±1,689 у быков.
Анализ литературных источников показал, что тканеспецифическая экспрессионная активность гена LCORL с учетом весовых характеристик оленей ранее не изучалась. Результаты настоящего исследования предоставляют новую информацию об особенностях экспрессии гена LCORL у домашних северных оленей ненецкой породы с учетом тканеспецифичности и убойной массы. Обнаружение вариантов генетического полиморфизма в кодирующих областях гена LCORL и анализ частот встречаемости аллелей между особями дикого типа и мутантного подтверждают влияние генетической изменчивости данного локуса на фенотипическую изменчивость показателей роста и размера тела у северных оленей.
Таким образом, следующим этапом в исследовании станет поиск новых полиморфизмов в экзонах гена LCORL и их связи с убойной массой домашних северных оленей.
Выводы
Впервые было выявлено, что ген LCORL экспрессируется в поперечной грудной мышце исследуемых групп домашнего северного оленя ненецкой породы. Наибольший уровень экспрессии был зафиксирован для группы оленей с убойным весом 50,2–59,2 кг (Median = 0,367), а наименьший — в группе 60,2–75 кг (Median = 0,036) (по медиане). Во второй группе по убойной массе (40,4–49,6 кг) наблюдаются высокие средние значения уровня относительной экспрессии гена LCORL 1,277±0,561 у важенок и 2,012±1,689 у быков, что говорит о стремительных темпах скорости роста и набора мышечной массы до момента, пока особи не достигли максимальных значений по весу.
Об авторах
Татьяна Александровна Ларкина, кандидат биологических наук, младший научный сотрудник
tanya.larkina2015@yandex.ru https://orcid.org/0000-0003-4574-4639
Григорий Карапетович Пегливанян, младший научный сотрудник
peglivanian_grig@mail.ru https://orcid.org/0000-0001-5194-4851
Ольга Юрьевна Баркова, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник
barkoffws@list.ru https://orcid.org/0000-0002-0963-905Х
Алина Валерьевна Габова, лаборант-исследователь, магистр
alina.gabova7@yandex.ru https://orcid.org/0009-0007-6039-6958
Наталия Викторовна Дементьева, кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник
dementevan@mail.ru https://orcid.org/0000-0003-0210-9344
Всероссийский научно-исследовательский институт генетики и разведения сельскохозяйственных животных — филиал Федерального исследовательского центра животноводства «ВИЖ им. академика Л.К. Эрнста», Московское шоссе, 55А, Пушкин, Санкт-Петербург, 196601, Россия
УДК 636.01.13:636.082.12:599.735.31
DOI: 10.32634/0869-8155-2025-397-08-52-57
