Śmiertelny karłowatość u królików

U królika ( Oryctolagus cuniculus ) śmiertelny karłowatość występuje u osobników homozygotycznych pod względem allelu karła ( dwdw ). Homozygotyczność dla karłowatego skutkuje letalną mutacją autosomalną recesywną . Jest to spowodowane mutacją utraty funkcji (LOF) w AT-hook 2 o wysokiej mobilności ( HMGA2 ), obejmującą 12,1 kb od 44 709 089 pz do 44 721 236 pz, która usuwa promotor genu, jak również wiele eksonów. Ta mutacja znacznie wpływa na wzrost homozygoty zarodków (co skutkuje karłowatością i zmienionym rozwojem twarzoczaszki) oraz homozygotycznymi młodymi po urodzeniu. Te osobniki homozygotyczne pod względem karłowatego są zdolne do życia w łonie matki, ale umierają kilka dni po urodzeniu. Osoby heterozygotyczne pod względem karłowatego są zdrowe i nie mają wpływu na śmiertelność mutacji, ale są mniejsze niż osobniki homozygotyczne pod względem allelu typu dzikiego.

Króliki karłowate

Udomowienie królików narodziło się w katolickich klasztorach południowej Francji około 500-600 rne. Uważa się, że gatunki obecne w tym regionie to Oryctolagus cuniculus cuniculus i O. c. algirus, pochodzący z Półwyspu Iberyjskiego, a także O. c. cuniculus , gatunek pochodzący z Francji. W tym czasie króliki hodowano głównie na mięso, dlatego preferowano większego, masywniejszego królika. Dopiero znacznie później króliki wyłącznie jako zwierzęta domowe zyskały popularność, a wraz z nimi hodowla mniejszych rozmiarów stała się bardziej powszechna.

Obecnie króliki karłowate są bardzo popularne, a Amerykańskie Stowarzyszenie Hodowców Królików (ARBA) akceptuje dziewięć różnych ras, a wiele innych jest akceptowanych w innych krajach. Rasy te różnią się znacznie pod względem cech, ale wszystkie mają wspólny allel karłowaty . Małe rasy niekarłowate, chociaż mogą mieć podobną wagę do karłów, nie noszą allelu karłowatego , a zatem nie produkują „orzeszków ziemnych” ( dwdw kocięta) w swoich miotach. Chociaż rozmiary królików karłowatych i małych niekarłowatych ras królików mogą być podobne, krasnoludki mają unikalne dla nich cechy. Króliki karłowate mają charakterystycznie duże, blokowe głowy, które wydają się nieproporcjonalne do ich małych, zaokrąglonych ciał, z krótkimi nosami i krótkimi, grubymi uszami, co pozwala im wyróżniać się na tle innych ras samymi proporcjami.

Allel karłowaty

Krasnale zawdzięczają swój mały rozmiar i cechy zarówno allelowi karłowatości ( dw ), jak i selektywnej hodowli, w której króliki są selekcjonowane przez ludzi ze względu na ich cechy, co skutkuje większą liczbą potomstwa o pożądanej charakterystyce. Króliki posiadające dwie kopie allelu typu dzikiego ( Dw/Dw ) są większe niż ich inne karłowate rodzeństwo z miotu, ale te osobniki, które są homozygotyczne pod względem allelu typu dzikiego, są wciąż mniejsze niż króliki o standardowej wielkości. Wynika to z selektywnej hodowli na przestrzeni lat, wybierając mniejszy rozmiar. Osoby heterozygotyczne pod względem karłowatego ( Dw/dw ) są tym, co zwykle uważamy za krasnoludy. Są to osobniki, które najczęściej reprezentują swoją rasę, ponieważ łatwiej mieszczą się w wymaganiach wagowych na zawodach. Są około 2/3 wielkości swoich homozygotycznych alleli typu dzikiego z miotu. Z tego powodu widzimy, że karłów w dużym stopniu przyczynia się do małych rozmiarów karłów, ale jest to również śmiertelna mutacja autosomalna recesywna. Zestawy (młody królik) homozygotyczne pod względem karłowatości ( dwdw ) są często określane jako „orzeszki ziemne” i chociaż są zdolne do życia do urodzenia, umierają kilka dni później. Fizycznie różnią się znacznie od swoich zdrowych rodaków z miotu, a różnicowanie jest możliwe po urodzeniu. Orzeszki ziemne są znacznie mniejsze niż ich zdrowe rodzeństwo z miotu (około 1/3 wielkości zdrowego zestawu) i często mają spuchnięte głowy i mniejsze niż normalne uszy. Zgłaszano również, że mają niecałkowicie zwapnione calvarium, co przyczynia się do deformacji ich czaszek. Orzeszki ziemne wykazują znacznie zmniejszone tempo wzrostu i chociaż doniesiono, że niektóre są zdolne do karmienia piersią, ich zdrowe rodzeństwo szybko pozostawia je w tyle pod względem wzrostu i wagi, ponieważ wydaje się, że w ogóle nie rosną. Orzeszki ziemne są częstym zjawiskiem w miotach karłów, przy czym istnieje 1/4 szansy na to, że zestaw będzie orzeszkiem ziemnym, jeśli oboje rodzice są heterozygotami pod względem karłowaty . Istnieje wiele doniesień o negatywnym wpływie fenotypu orzeszków ziemnych na różne układy narządów, w tym na hamowanie układu hormonalnego przysadki mózgowej. Może to częściowo wyjaśniać hamowanie wzrostu w dwdw .

Wykazano, że allel karłowaty ma powiązanie genetyczne z genem Agouti , co wskazuje na jego obecność na chromosomie 4. Lokalizacja allelu karłowatego na chromosomie 4 została potwierdzona poprzez mapowanie heterozygotyczności.

Mutacja przyczynowa dla allelu karłowatego

, że mutacją przyczynową dla allelu karłowatego jest delecja 12,1 kb z 44 709 089 pz do 44 721 236 pz w genie AT-hook 2 ( HMGA2 ) o wysokiej ruchliwości (znanym również jako HMGI-C). Ta mutacja delecyjna usuwa promotor, jak również trzy pierwsze egzony genu, czyniąc go dezaktywowanym. Powoduje to, że gen zostaje „znokautowany” i staje się niefunkcjonalny.

Hak AT o wysokiej ruchliwości 2 ( HMGA2 ) jest architektonicznym czynnikiem transkrypcyjnym, kompleksem białkowym, który pośredniczy w strukturze interakcji między DNA a białkiem i ułatwia kontakt między sekwencjami DNA w obrębie genomu. Zasadniczo HMGA2 reguluje transkrypcję. HMGA2 należy do rodziny niehistonowych białek chromatyny. HMGA2 ma powiązania z wielkością ciała u ludzi, myszy, psów i koni. Badania wykazały również, że rozmiar dzioba różnych gatunków zięb Darwina koreluje z regionem genomowym zawierającym HMGA2 , dodając do swoich powiązań z rozmiarem u wielu gatunków.

U królików HMGA2 reguluje wzrost zarodków i jest związany z funkcją mitochondriów. HMGA2 jest również wymagany do normalnej IGF2BP2 . IGF2BP2 jest białkiem wiążącym RNA, które wpływa na translację wielu różnych RNA.