Análisis del efecto de SNPs no sinónimos en genes de las vías dopaminérgica y serotoninérgica en ganado brahman

Abstract

RESUMEN: El temperamento es un rasgo del comportamiento animal que refleja la respuesta al manejo humano. Este rasgo es considerado de relevancia económica ya que tiene influencia sobre la productividad y salud animal. El temperamento ha sido investigado desde la perspectiva de la genética molecular, y se ha encontrado que muchos de los genes involucrados en su expresión se distribuyen en las vías dopaminérgica y serotoninérgica. En esta red de genes se ha logrado identificar variaciones de tipo SNP, siendo las no sinónimas (nsSNPs) las más interesantes desde el punto de vista estructural dado el potencial que tienen para producir cambios en la estructura y función de la proteína que les codifica. El objetivo de esta investigación fue identificar y evaluar el efecto de nsSNPs con potencial de asociación al temperamento en una población de ganado Brahman. Usando una población de priorización que incluyó a las razas Angus, Brangus, Charolais y Wagyu (n=178) las cuales contaban con datos fenotípicos para el temperamento y genotipos para 248 SNPs, a partir de los cuales fue empleado el parámetro FST como criterio para establecer divergencia entre nsSNPs. Los nsSNPs priorizados fueron modelados por herramientas in silico buscando cambios en la estructura proteica entre estructuras nativas y mutadas, así como también fueron analizados para evaluar su efecto sobre el temperamento en una población de ganado Brahman (B. t. indicus) fenotipificada con tres evaluaciones de temperamento: Velocidad de Salida (EV), Pen Score (PS) y Total Score (TS). Se encontraron seis nsSNPs con divergencia en los genes DRD5, HTR1B, HTT, PNTM, POMC y SLC18A2, en la población de priorización, los cuales fueron seleccionados para el análisis del efecto en las proteínas. Se encontró que los nsSNP localizados en los genes POMC, SLC18A2, HTT y HTR1B, producen cambios en la estructura proteica por lo que para ellos se evaluó su efecto sobre las evaluaciones del temperamento (EV, PS y TS). El marcador rs209984404 (C/A) localizado en el gen HTR1B mostró una asociación significativa (P-0.0144) con el temperamento bovino, evaluado con la prueba de PS, los portadores del genotipo heterocigoto CA mostraron valores de PS 1.17 puntos menores de los mostrados por el genotipo homocigoto CC. La estrategia propuesta en este trabajo mostró ser apropiada para identificar variaciones con potencial de asociación a la expresión fenotípica del temperamento del ganado bovino. ABSTRACT: The temperament is an animal behavior trait, that reflects the response to human handling. This trait is considered economically important, as it has been shown to influence animal productivity and health. The temperament has been investigated by molecular perspectives, and has been found several genes involved in their expression, mainly distributed on the dopaminergic and serotonergic pathways. In this genes network has been possible identify variations SNP type, being the non-synonymous (nsSNPs) more relevant on the protein structure that potentially can produce changes in function. The aim of this investigation was identified and evaluate the effects of nsSNPs with potential associations to the temperament in one population of Brahman cattle. With a priority population which included the Angus, Brangus, Charolais and Wagyu breeds (n=178), which they counted with phenotypic data to temperament and genotypes to 248 SNPs, from the ones had been use the FST parameter finding nsSNP to show divergence. The nsSNPs prioritized were modeled with in silico tools looking for changes on native and mutated protein structures. The effect of the nsSNP identified was analyzed using the Brahman herd, previously assesses on three temperament tests: Exit velocity (EV), Pen Score (PS) and Total Score (TS). Six nsSNPs with divergence in the genes DRD5, HTR1B, HTT, PNTM, POMC y SLC18A2 on the prior population, being selected for the analysis of effects on the protein. nsSNPs localized in the genes POMC, SLC18A2, HTT y HTR1B, produce changes on the protein structure for this reason the effects on the temperament was evaluated. Only the rs209984404 marker (C/A) located in HTR1B gene, showed significantly association (P=0.0144) with PS test. The carriers of heterozygous genotype CA showed a value PS of 1.17 points lower to homozygous genotype CC. The proposed strategy in this research shows to be suitable to identified variations with association potential to phenotype expression of temperament in cattle.