Pigmap konsortiets genkort for svinet (sus scrofa)

Statens Husdyrbrugsforsøg har siden 1991 deltaget i arbejdet med at kortlægge svinets genom. I denne artikel giver seniorforsker Vivi Hunnicke Nielsen, Afdeling for Avl og Genetik ved Statens Husdyrbrugsforsøg sammen med projektets øvrige deltagere en status for projektet og dets foreløbige resultater.

Et genkort er et vigtigt redskab til genetiske undersøgelser. Hos mennesket bruges det primært til at identificere sygdomsgener. Hos husdyr giver genkortet mulighed for at studere den genetiske baggrund for økonomisk vigtige egenskaber. Gener, der påvirker kvantitative egenskaber som vækst og reproduktion, kan fastlægges, ligesom antallet af gener og deres effekt på egenskaberne kan bestemmes.

Kortlægningen af svinets genom "The Pig Gene Mapping Project" (PiGMaP) blev påbegyndt i 1991 i et samarbejde mellem laboratorier i Belgien, Danmark, Frankrig, Holland, Italien, Norge, Storbritannien, Sverige og Tyskland og endvidere Australien og USA. Projektet støttes af såvel EU som af nationale midler. I artiklen beskrives arbejdet med kortlægning af svinets genom

Genomet består hos alle arter af lange DNA sekvenser. Størrelsen af svinets genom er estimeret til 2.7x109 basepar. Udviklingen af et genkort er betinget af, at der findes en række genetiske markører, der dækker hele genomet. En genetisk markør er en DNA sekvens, der identificerer et specifikt område i genomet. Til kortlægningen hos svin kræves der desuden et dyremateriale, hvor nedarvningen af markørerne kan følges.

Referencepopulationer

Til genkortlægningsarbejdet er der etableret referencepopulationer, hvor grise fra vidt forskellige racer er krydset. Afkommene (F1) forventes at have modtaget forskellige genetiske varianter (alleler) fra forældrene. Når F1 dyrene derefter parres indbyrdes, er der med deres afkom (F2) dannet et tre generationers familiemateriale, der er særdeles velegnet til genkortlægning. Der er referencepopulationer i Frankrig, Holland, Skotland, Sverige og Tyskland. I Frankrig, Holland og Skotland er racerne Meishan og Yorkshire krydset. Meishan er en kinesisk race, der er kendetegnet ved langsom vækst, et stort fedtindhold og høj fertilitet. I den svenske referencepopulation er Yorkshire krydset med vildsvin, og i den tyske population er Piétran racen krydset med vildsvin.

Genetiske markører

Genetiske markører med to eller flere forskellige alleler er en forudsætning for genkortlægningsarbejdet og for det efterfølgende arbejde med kortlægning af gener for kvantitative egenskaber. Markører med flere forskellige alleler i en population siges at være polymorfe. Der kræves et stort antal polymorfe markører, der skal være spredt jævnt over genomet. Genkortet er baseret på Type I markører, der identificerer variation i forbindelse med kendte gener, og Type II markører med en høj grad af polymorfi.

Blandt de væsentligste Type II markører er mikrosatelliterne. Det er sekvenser af op til fem basepar, der findes i et variabelt antal kopier oftest med et stort antal alleler. Mikrosatelliterne er vigtige for kortlægningen, da de findes i et stort antal (65.000-100.000) i svinets genom og er jævnt fordelt over kromosomerne. Endvidere kan de let bestemmes.

Type I markører er ofte langt mindre polymorfe end mikrosatelliterne og langt mere arbejdskrævende at bestemme, men de giver mulighed for at kortlægge gener til kromosomer og kromosomområder, og de er derfor vigtige for komparativ genkortlægning. Når et gen, der påvirker en kvantitativ egenskab, er kortlagt til et område mellem to Type I markører hos svin, er det næste trin at identificere genet. Kandidater for genet kan udpeges ved at sammenligne svinets genkort med det humane genkort og genkortet for mus, der er langt mere detaljerede. Det er muligt, da tæt koblede gener i en art ofte også er tæt koblede i en anden art. Gener i intervallet mellem de tilsvarende Type I gener hos mennesket og mus vil derfor være kandidater for genet for den kvantitative egenskab.

Status for svinets genkort

Resultaterne fra Type I og Type II markørerne sendes fra laboratorierne til en database ved "Roslin Institute" i Edinburgh, hvor de analyseres. Det publicerede genkort er baseret på en analyse af 239 markører. Blandt disse er 81 Type I markører svarende til kendte gener. Der er fundet koblingsgrupper på alle svinets 18 autosomale kromosomer og på X kromosomet. Kønnet har som hos andre arter en signifikant indflydelse på genkortets længde. Kortet for hangrise er ~16.5 Morgan, hvor én Morgan svarer til en afstand, hvor der i gennemsnit sker én overkrydsning hver gang, der dannes en kønscelle. For hungrise er det ~21.5 Morgan. Den gennemsnitlige længde af genkortet hos svin blev estimeret til ~18 Morgan. Data fra 61 Type I gener gør det muligt at foretage komparativ genkortlægning. Da svinets genkort er baseret på både Type I og Type II markører er det et godt fundament til at kortlægge gener, der påvirker kvantitative egenskaber, og til ultimativt at identificere generne ved komparativ genkortlægning.

Publikationen indeholder en oversigt over samtlige kortlagte gener og mikrosatelliter og deres placering på svinets kromosomer. Endvidere er der en oversigt over resultaterne af en sammenligning mellem genkortene for svin, menneske og mus.