151. Combined QTL and Selective Sweep Mappings with Coding SNP Annotation andcis-eQTL Analysis RevealedPARK2andJAG2as New Candidate Genes for Adiposity Regulation
- Author
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Morgane Boutin, M. J. Duclos, Colette Désert, Elisabeth Le Bihan-Duval, Diane Esquerre, Yuna Blum, Sandrine Lagarrigue, Frédérique Pitel, Hervé Guillou, Pierre-François Roux, Etienne Mouisel, Brian W. Parks, Olivier Demeure, Sophie Leroux, Christophe Klopp, Anis Djari, Bertrand Servin, Aldons J. Lusis, Simon Boitard, Alexandra Montagner, Frédéric Lecerf, Physiologie, Environnement et Génétique pour l'Animal et les Systèmes d'Elevage [Rennes] (PEGASE), AGROCAMPUS OUEST-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB), Institut de Systématique, Evolution, Biodiversité (ISYEB ), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Génétique Animale et Biologie Intégrative (GABI), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-AgroParisTech, Department of Medecine/Division of Cardiology, University of California [Los Angeles] (UCLA), University of California-University of California, ToxAlim (ToxAlim), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Institut des Maladies Métaboliques et Cardiovasculaires (I2MC), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Unité de Biométrie et Intelligence Artificielle (UBIA), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), SIGENAE, Génétique Physiologie et Systèmes d'Elevage (GenPhySE ), École nationale supérieure agronomique de Toulouse [ENSAT]-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Unité de Recherches Avicoles (URA), Department of Human Genetics, Toxicologie Intégrative & Métabolisme (ToxAlim-TIM), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Physiologie, Environnement et Génétique pour l'Animal et les Systèmes d'Elevage [Rennes] ( PEGASE ), Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -AGROCAMPUS OUEST, Université européenne de Bretagne ( UEB ), Biologie Intégrative des Populations, École pratique des hautes études ( EPHE ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Génétique Animale et Biologie Intégrative ( GABI ), Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -AgroParisTech, University of California at Los Angeles [Los Angeles] ( UCLA ), Toxicologie Alimentaire ( UTA ), Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -Université de Bourgogne ( UB ) -AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement, UMR 1048 I2MC, Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale, Unité de Biométrie et Intelligence Artificielle ( UBIA ), Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ), GenPhySE - UMR 1388 ( Génétique Physiologie et Systèmes d'Elevage ), Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -École nationale supérieure agronomique de Toulouse [ENSAT]-ENVT, GENOTOUL, Recherches Avicoles ( SRA ), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-AGROCAMPUS OUEST, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), AgroParisTech-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), École pratique des hautes études (EPHE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Toxicologie Alimentaire (UTA), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Bourgogne (UB)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement, Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-École nationale supérieure agronomique de Toulouse [ENSAT], Recherches Avicoles (SRA), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), University of California (UC)-University of California (UC), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INP - PURPAN), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Unité de Biométrie et Intelligence Artificielle (ancêtre de MIAT) (UBIA), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-École nationale supérieure agronomique de Toulouse (ENSAT), Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), and Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
- Subjects
Candidate gene ,QTL ,[SDV]Life Sciences [q-bio] ,génomique fonctionnelle ,métabolisme des lipides ,Mice ,selective sweeps ,0302 clinical medicine ,Family-based QTL mapping ,régulation ,Genetics (clinical) ,Genetics ,adiposity ,0303 health sciences ,Genome ,Chromosome Mapping ,High-Throughput Nucleotide Sequencing ,adiposité ,cis-eQTLs ,divergent lines ,gène candidat ,Jagged-2 Protein ,JAG2 ,Adipose Tissue, White ,Ubiquitin-Protein Ligases ,Quantitative Trait Loci ,poulet ,Context (language use) ,annotation génomique ,Myosins ,Investigations ,Quantitative trait locus ,Biology ,Polymorphism, Single Nucleotide ,Cell Line ,03 medical and health sciences ,Gene mapping ,séquençage à haut débit ,Animals ,Molecular Biology ,Alleles ,030304 developmental biology ,[ SDV ] Life Sciences [q-bio] ,Membrane Proteins ,Molecular Sequence Annotation ,Sequence Analysis, DNA ,PARK2 ,détection de qtl ,SNP annotation ,Expression quantitative trait loci ,Selective sweep ,Chickens ,030217 neurology & neurosurgery - Abstract
Very few causal genes have been identified by quantitative trait loci (QTL) mapping because of the large size of QTL, and most of them were identified thanks to functional links already known with the targeted phenotype. Here, we propose to combine selection signature detection, coding SNP annotation, and cis-expression QTL analyses to identify potential causal genes underlying QTL identified in divergent line designs. As a model, we chose experimental chicken lines divergently selected for only one trait, the abdominal fat weight, in which several QTL were previously mapped. Using new haplotype-based statistics exploiting the very high SNP density generated through whole-genome resequencing, we found 129 significant selective sweeps. Most of the QTL colocalized with at least one sweep, which markedly narrowed candidate region size. Some of those sweeps contained only one gene, therefore making them strong positional causal candidates with no presupposed function. We then focused on two of these QTL/sweeps. The absence of nonsynonymous SNPs in their coding regions strongly suggests the existence of causal mutations acting in cis on their expression, confirmed by cis-eQTL identification using either allele-specific expression or genetic mapping analyses. Additional expression analyses of those two genes in the chicken and mice contrasted for adiposity reinforces their link with this phenotype. This study shows for the first time the interest of combining selective sweeps mapping, coding SNP annotation and cis-eQTL analyses for identifying causative genes for a complex trait, in the context of divergent lines selected for this specific trait. Moreover, it highlights two genes, JAG2 and PARK2, as new potential negative and positive key regulators of adiposity in chicken and mice.
- Published
- 2015