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Forschungsstelle
BLV
Projektnummer
2.13.02
Projekttitel
Molekulargenetik der ureteralen Ektopie bei Entlebucher Sennenhunden
Projekttitel Englisch
Molecular genetics of ectopic ureters in Entlebucher Mountain Dogs

Texte zu diesem Projekt

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Schlüsselwörter
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Erfasste Texte


KategorieText
Schlüsselwörter
(Deutsch)

MQLS, ektopischer Ureter, Molekulargenetik, Entlebucher Sennenhund, Genomsequenzierung

Schlüsselwörter
(Englisch)

MQLS, ectopic ureter, molecular genetics, Entlebucher mountain dog, genome sequencing

Kurzbeschreibung
(Deutsch)

Ektopische Ureteren treten bei bestimmten Hunderassen wie z. B. beim Entlebucher Sennenhund gehäuft auf[1-4] .Patienten mit ureteraler Ektopie zeigen meist ein permanentes Harnträufeln und sind zudem für aufsteigende Harnwegsinfektionen sowie Hydronephrose prädestiniert. Bei schwer betroffenen Tieren kann die Fehlbildung zum Tod führen. Da die klinische Symptomatik zum Teil erst im fortgeschrittenen Alter auftritt, werden betroffene Hunde unwissentlich auch zur Zucht eingesetzt. Die chirurgische Therapie ist difizil und führt zudem nicht in allen Fällen zum Erfolg, präventive Massnahmen wären daher sehr wünschenswert [5, 6]. Unsere früheren Untersuchungen weisen auf eine polygenetische Vererbung mit Beteiligung eines Hauptgens hin. Aufgrund der schmalen Zuchtbasis ist der Zuchtausschluss aller betroffenen Hunde und ihrer nächsten Anverwandten nicht möglich. Falls ein DNA-Test verfügbar wäre, könnten sowohl betroffene Tiere, bei welchen sich die Erkrankung erst im fortgeschrittenen Alter manifestiert, als auch nicht betroffene Genträger erkannt werden. Mittels gezielter Zuchtselektion könnte die Erkrankung dann allmählich eliminiert werden ohne den Genpool dabei stark  einzuschränken.

Wir haben zwischenzeitlich mittels dem 170K Illumina HD-SNP-chip 96 Fälle und 96 Kontrollhunde genotypisiert. Unter Einbezug der Phänotypinformationen nicht genotypisierter verwandter Tiere analysierten wir die gewonnenen Daten mittels einer familien-basierten Fall-Kontroll-Assoziationsanalyse (MQLS software [12]). Wir erhielten Signale auf Chromosom 3, 8 und 13, die mit der ureteralen Ektopie beim Entlebucher Sennenhund assoziiert scheinen.

Ziel der vorliegenden Studie ist  die Bestätigung der mit ureteraler Ektopie assoziierten Signale durch Vergrösserung der GWAS-Kohorte durch weitere 96 Hunde im Rahmen einer Replikationsstudie. Gleichzeitig möchten wir bereits mit der Identifizierung der kausalen Mutation beginnen und dazu die Genome von 8 Hunden resequenzieren, auch wenn die Identifikation der kritischen Regionen noch nicht komplett abgeschlossen ist,  Die Erfahrung, die in verschiedenen vorgängigen Projekten gesammelt wurde, zeigt, dass  die Resequenzierung des gesamten Genoms kostensparender und effizienter  ist als die zielgerichtete Resequenzierung der assoziierten Intervalle. Wir planen daher jeweils 4 unauffällige und  4 betroffene Entlebucher Sennenhunde zu sequenzieren. Die Ergebnisse werden untereinander sowie mit den Genomen weiterer 12 Hunde verglichen. Für die Genomsequenzierung wählen wir phänotypisch diskordante Vollgeschwisterpaare, welche dieselben Haplotypen an einem Teil der assoziierten Genregionen aufweisen. Durch diese Vorgehensweise wird die genetische Heterogenität reduziert  und eine Identifikation der verursachenden Varianten des komplexen Merkmals mit einer relativen geringen Tierzahl ermöglicht. In erster Linie werden wir nach nicht-synonymen Varianten (Varianten mit einer qualitativen Wirkung auf Proteine) suchen. Die identifizierten Kandidaten-Varianten werden dann in allen verfügbaren Proben unserer Entlebucher- und Appenzller Sennenhundkohorten durch Genotypisierung überprüft und wiederum auf die Assoziation mit dem Phänotyp untersucht werden.  Wir gehen davon aus, dass wir mit dieser Vorgehensweise die ursächliche Mutation bestimmen können, falls es sich tatsächlich um eine nicht—synonyme Variante handelt.

 Dieses Projekt bietet eine realistische Chance, einen genetischen Risikofaktor für ein komplexes Merkmal zu identifizieren.

Kurzbeschreibung
(Englisch)

Ectopic ureters are frequently observed in certain breeds of dogs, for example in the Entlebucher Mountain Dog.[1-4] Patients affected by this malformation may show permanent urinary incontinence and are predisposed for renal disorders such as hydronephrosis and infections of the lower urinary tract and kidneys. In severely affected dogs, the course of disease may be fatal. Since some animals do not show clinical symptoms before they reach an advanced age, affected dogs may have already been used for breeding. As surgical therapy of ectopic ureters is difficult and often fails, prevention of this disease is of great interest. [5, 6] Our previous research indicates that the disease is caused by a major gene which is recessively transmitted. Due to the limited number of dogs qualified for breeding, it is impossible to exclude all dogs with familial occurrence of ectopic ureters from breeding. If DNA tests suitable for detecting predisposing chromosomal regions or genes with disease-associated polymorphisms were available, affected dogs with a late manifestation of the disease as well as unaffected gene carriers could be diagnosed. Selective breeding will result in gradual elimination of the disease without further decreasing the gene pool.

We genotyped 96 cases and 96 controls on the 170 k illumina canine_HD SNP chip. Using a family-based case-control association analysis (MQLS software [12]), which takes into account the phenotype information from non-genotyped relatives of the genotyped animals we see three tentatively associated signals for ectopic ureters in the Entlebucher Mountain Dog on chromosomes 3, 8, and 13, respectively. One aim of the present study is to further confirm the tentatively associated signals by increasing the GWAS cohort by another 96 dogs. Although the mapping of the risk loci is still ongoing, we would like to simultaneously start with the re-sequencing of the genomes of 8 dogs to facilitate the future identification of causative variants. According to our experience in several previous projects, it is cheaper and more efficient to re-sequence the entire genomes rather than to perform targeted-resequencing of only the associated interval(s). We plan to sequence four Entlebucher Mountain Dog cases and four Entlebucher Mountain Dog controls. The resulting data will be compared to each other and to the genomes of 12 other dogs that are already available to our group. For the genome sequencing we will select pairs of phenotypically discordant full-siblings that share the same haplotypes at some of the risk loci. This approach will reduce the genetic heterogeneity and might allow the identification of causative variants for a complex trait with a relatively modest number of animals.  We will look primarily for non-synonymous variants (=variants with a qualitative effect on proteins). Identified candidate variants will be genotyped in all available samples from our Entlebucher and Appenzeller Mountain Dog cohort and tested again for association with the phenotype. By this approach, we rate our chances as good to identify a candidate causative mutation, if it is indeed a non-synonymous variant. Thus, depending on the underlying biology of the trait, this project offers a realistic chance to unravel a genetic risk factor for a complex trait.

Projektziele
(Deutsch)

a) Bestätigung der mit der ureteralen Ektopie beim Entlebucher Sennenhund assoziierten Genomregionen (realistisches Ziel)

b) Identifikation der verantwortlichen Gene und zugrundeliegenden ursächlichen Mutationen (ehrgeiziges Ziel)

Publikationen / Ergebnisse
(Englisch)
Zugehörige Dokumente
URL-Adressen
(Deutsch)