Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

Kollagendysplasier förekommer hos människa samt hos flera av våra domesticerade djur och orsakas av genetiska defekter. De genetiska defekterna påverkar kollagenet i bindväven eller proteiner idet extracellulära matrixet (ECM) vilket i sin tur ger onormala kollagenfibrer med minskad tonusoch hållfasthet. Kliniska symtom vid en kollagendysplasi varierar beroende på vilka gener som ärpåverkade men ofta ses en överrörlighet i leder samt en elastisk och skör hud.

Hos människa finns 13 olika former av kollagendysplasier, även kallade Ehlers-Danlos syndrom(EDS), beskrivna och den genetiska bakgrunden är känd hos tolv av dessa. Kyfoskoliotisk EhlersDanlos (kEDS) orsakas av en mutation i genen PLOD1 och denna mutation har även detekterats hoshästar med Warmblood Fragile Foal Syndrome (WFFS), en kollagendysplasi som karakteriseras avöverrörliga leder och omfattande hudlesioner. En annan form av EDS, spondylodysplastisk EDS (spEDS), orsakas av mutationer i genen SLC39A13 och studier har visat att regionen som innehåller bland annat denna gen potentiellt är under selektion hos svenska varmblod (SWB). Vid helgenomsekvensering av DNA från quarterhäst har även en icke synonym mutation (ECA12:11,855,124 c.997C>G, p.L333V) i SLC39A13 lokaliserats.

Syftet med denna studie var att undersöka utvalda delar på genen SLC39A13 hos svenska varmblod för att fastställa om verksamma mutationer förekommer. Genomiskt DNA från 34 utvalda SWB sekvenserades och delar av SLC39A13 studerades. Parallellt med detta undersöktes data från 380 SWB baserat på tidigare genotypning med SNP-chip för att undersöka om några samband mellan haplotyp och fenotyp kunde fastställas. De 380 individerna delades in i två grupper baserat på förmodad disciplintillhörighet (hopphäst eller ej hopphäst) och grupperades sedan baserat på genotyp vid fyra markörer på SLC39A13. Data, på genotypnivå och allelnivå, analyserades för att fastställa risk ratio (RR).

Mutationen som tidigare identifierats hos quarterhäst kunde i denna pilotstudie inte detekteras hos SWB, däremot identifierades sju andra mutationer varav två inte rapporterats tidigare. Sex av dessa mutationer hittades i intron och en synonym mutation hittades i ett exon. Vid jämförelse av genotyp sågs en signifikant skillnad mellan hopphästar och förmodade gångartshästar vid två markörer på SLC39A13. En signifikant skillnad sågs även på allelnivå.

Collagen dysplasia occur in humans as well as in many of our domesticated animals and is caused by genetical defects. These genetical defects affect the collagen of the connective tissue or the protein in the extra cellular matrix (ECM), which leads to abnormal collagen fibers with reduced tonus and strength. The clinical symptoms of collagen dysplasia may vary depending on which genes are affected, but often hypermobility is seen in joints as well as elastic and fragile skin.

There are thirteen different forms of collagen dysplasia in humans, these are also known as EhlersDanlos syndrome (EDS), and the genetical background is known in twelve of these. Kyphoscoliotic Ehlers-Danlos (kEDS) is caused by a mutation in the gene PLOD1 and this mutation has also been known to cause Warmblood Fragile Foal Syndrome (WFFS) in horses. WFFS is a collagen dysplasia characterized by hypermobility in joints and extensive skin lesions. Another form of EDS, spondylodysplastic Ehlers-Danlos (spEDS), is caused by mutations in the gene SLC39A13 and studies have shown that the region containing this gene, amongst others, is potentially under selection in the Swedish Warmblood horse (SWB). Through whole genome sequencing of DNA from Quarter horse a non-synonymous mutation (ECA12:11,855,124 c.997C>G, p.L333V) in SLC39A13 has also been localized.

The purpose of this study was to investigate selected parts of the gene SLC39A13 in Swedish Warmblood horses to determine if active mutations are occurring. Genomic DNA from 34 chosen SWB were sequenced and parts of SLC39A13 were studied. In parallel with this, data from 380 SWB based on earlier genotyping with SNP-chip, was studied to determine if there is any correlation between genotype and phenotype. The 380 individuals were divided into two groups based on high or low breeding values for show jumping and were then, based on genotype, placed by four markers on SLC39A13. Data was analyzed to determine risk ratio (RR).

The mutation previously identified in Quarter horse could not be detected in SWB in this study, but instead seven other mutations of which two have not been reported before, was identified. Six of these mutations were found in introns and one synonymous mutation was found in an exon. By comparison of genotype, a significant difference was found between horses with high breeding values for show jumping and horses with low breeding values for show jumping at two markers in SLC39A13.