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The number of mitochondrial <scp>DNA</scp> mutations as a genetic feature for hair cycle arrest (alopecia X) in Pomeranian dogs

Authors :
Yeong‐Hun Kang
Jae‐Eun Hyun
Cheol‐Yong Hwang
Source :
Veterinary Dermatology. 33:545-552
Publication Year :
2022
Publisher :
Wiley, 2022.

Abstract

Hair cycle arrest (HCA) is a noninflammatory alopecic disease affecting various dog breeds, particularly Pomeranian dogs. This disease is probably a hereditary disorder considering the strong breed predisposition. Despite efforts to identify the pathogenesis of this disease, an underlying specific cause is unknown.To identify candidate gene mutations for HCA in Pomeranian dogs.Four Pomeranian dogs diagnosed with HCA and four unaffected Pomeranian dogs.Whole blood was used for DNA extraction. Whole-genome sequencing (WGS) was performed, and variants were analysed using a Genome Analysis Toolkit (GATK) and SnpEff. All reads were aligned to the reference genome, Dog10K_Boxer_Tasha. Sanger sequencing was performed to define the complex mutations.A total of 113 variants of mitochondrial DNA were found to be effective gene mutations in the eight dogs. The affected dogs showed significantly increased effective mutations (average 57 variants) compared with unaffected dogs (average eight variants; p 0.05). There was no significant difference in the number of chromosomal DNA mutations between the two groups.We suggest that an increased number of mitochondrial gene mutations are features for HCA in Pomeranian dogs.L&#39;arr&#234;t du cycle pilaire (HCA) est une alop&#233;cie non inflammatoire affectant diverses races de chiens, en particulier les chiens de Pom&#233;ranie. Cette maladie est probablement une maladie h&#233;r&#233;ditaire compte tenu de la forte pr&#233;disposition raciale. Malgr&#233; les efforts pour identifier la pathogen&#232;se de cette maladie, une cause sp&#233;cifique sous-jacente est inconnue.Identifier les mutations du g&#232;ne candidat pour HCA chez les chiens de Pom&#233;ranie.Quatre chiens de Pom&#233;ranie diagnostiqu&#233;s avec HCA et quatre chiens de Pom&#233;ranie non affect&#233;s. MAT&#201;RIELS ET M&#201;THODES: Du sang total a &#233;t&#233; utilis&#233; pour l&#39;extraction de l&#39;ADN. Le s&#233;quen&#231;age du g&#233;nome entier (WGS) a &#233;t&#233; r&#233;alis&#233; et les variants ont &#233;t&#233; analys&#233;s &#224; l&#39;aide d&#39;un kit d&#39;outils d&#39;analyse du g&#233;nome (GATK) et de SnpEff. Toutes les lectures ont &#233;t&#233; align&#233;es sur le g&#233;nome de r&#233;f&#233;rence, Dog10K_Boxer_Tasha. Un s&#233;quen&#231;age Sanger a &#233;t&#233; r&#233;alis&#233; pour d&#233;finir les mutations complexes. R&#201;SULTATS: Un total de 113 variantes de l&#39;ADN mitochondrial se sont r&#233;v&#233;l&#233;es &#234;tre des mutations g&#233;n&#233;tiques efficaces chez les huit chiens. Les chiens affect&#233;s ont montr&#233; une augmentation significative des mutations efficaces (moyenne de 57 variantes) par rapport aux chiens non affect&#233;s (moyenne de huit variantes) (P 0,05). Il n&#39;y avait pas de diff&#233;rence significative dans le nombre de mutations chromosomiques de l&#39;ADN entre les deux groupes.Nous sugg&#233;rons qu&#39;un nombre accru de mutations du g&#232;ne mitochondrial sont des caract&#233;ristiques de l&#39;HCA chez les chiens de Pom&#233;ranie.INTRODUCCI&#211;N: la paralizaci&#243;n del ciclo del pelo (HCA, por sus siglas en ingl&#233;s) es una enfermedad alop&#233;cica no inflamatoria que afecta a varias razas de perros, en particular a los perros Pomeranian. Esta enfermedad es probablemente un trastorno hereditario considerando la fuerte predisposici&#243;n racial. A pesar de los esfuerzos por identificar la patogenia de esta enfermedad, se desconoce una causa espec&#237;fica subyacente. OBJETIVO: identificar mutaciones gen&#233;ticas candidatas para HCA en perros Pomeranian. ANIMALES: cuatro perros pomeranian diagnosticados con HCA y cuatro perros pomeranian no afectados. MATERIALES Y M&#201;TODOS: Se utiliz&#243; sangre entera para la extracci&#243;n de DNA. Se realiz&#243; la secuenciaci&#243;n del genoma completo (WGS) y las variantes se analizaron utilizando un kit de herramientas de an&#225;lisis del genoma (GATK) y SnpEff. Todas las lecturas se alinearon con el genoma de referencia, Dog10K_Boxer_Tasha. Se realiz&#243; la secuenciaci&#243;n de Sanger para definir las mutaciones complejas. RESULTADOS: se encontraron un total de 113 variantes de DNA mitocondrial que eran mutaciones gen&#233;ticas efectivas en los ocho perros. Los perros afectados mostraron un aumento significativo de mutaciones efectivas (promedio de 57 variantes) en comparaci&#243;n con los perros no afectados (promedio de ocho variantes) (P 0,05). No hubo diferencia significativa en el n&#250;mero de mutaciones de DNA cromos&#243;mico entre los dos grupos. CONCLUSI&#211;N E IMPORTANCIA CL&#205;NICA: sugerimos que un mayor n&#250;mero de mutaciones gen&#233;ticas mitocondriales son caracter&#237;sticas de HCA en perros Pomeranian.Ein Haarzyklusarrest (HCA) ist eine nicht entz&#252;ndliche alopezische Erkrankung, die verschiedene Hunderassen betrifft, vor allem Pomeranier. Wenn man die starke Rassenpr&#228;disposition in Betracht zieht, stellt diese Krankheit vermutlich eine angeborene Ver&#228;nderung dar. Bisher ist die zugrundeliegende Ursache noch unbekannt, obwohl es Versuche gegeben hat, die Pathogenese dieser Krankheit zu erforschen. ZIEL: Die Identifizierung von Kandidatengenmutationen f&#252;r die HCA von Pomeraniern.Vier Pomeranier, die mit HCA diagnostiziert worden waren und vier nicht betroffene Pomeranier.Vollblut wurde zur DNA-Extraktion verwendet. Eine Gesamtgenom Sequenzierung (WGS) wurde durchgef&#252;hrt und Varianten mittels Genom Analysise Toolkit (GATK) und SnpEff analysiert. Alle ausgelesenen Genome wurden mit dem Referenzgenom, Dog10K_Boxer_Tasha, verglichen. Es wurde eine Sanger Sequenzierung durchgef&#252;hrt, um die komplexen Mutationen zu definieren.Insgesamt wurden 113 Varianten mitochondraler DNA gefunden, die wirksame Genmutationen bei acht Hunden darstellten. Die betroffenen Hunde zeigten signifikant erh&#246;hte wirksame Mutationen (im Durchschnitt 57 Varianten) im Vergleich zu nicht betroffenen Hunden (im Durchschnitt acht Varianten) (P 0,05). Es bestand kein signifikanter Unterschied bei der Anzahl der chromosomalen DNA-Mutationen zwischen den beiden Gruppen.Wir weisen darauf hin, dass eine zunehmende Anzahl mitochondraler Genmutationen Merkmale des HCA von Pomeraniern darstellen.背景: 毛周期停止は、様々な犬種、特にポメラニアン犬に発症する非炎症性の脱毛症である。この疾患は、犬種の強い素因を考慮すると、おそらく遺伝性疾患であると考えられる。本疾患の病態解明が進められているが、その根底にある特異的な原因は不明である。 目的: 本研究の目的は、ポメラニアンにおける毛周期停止の候補遺伝子変異を同定することであった。 供試動物: 毛周期停止と診断されたポメラニアン4頭および非罹患のポメラニアン4頭。 材料と方法: DNA抽出には全血を使用した。全ゲノム配列決定(WGS)を行い、ゲノム解析ツールキット(GATK)およびSnpEffを用いてバリアント解析を実施した。すべてのリードは参照ゲノムであるDog10K_Boxer_Tashaにアライメントされた。複雑な変異を定義するためにサンガー配列決定が行われた。 結果: 8頭の犬において、ミトコンドリアDNAの合計113の変異が有効な遺伝子変異であることが判明した。罹患犬は非罹患犬(平均8バリアント)と比較して、有意に有効変異が増加した(平均57バリアント)(P 0.05)。染色体DNAの変異数には、両群間に有意差はなかった。 結論と臨床的重要性: ミトコンドリア遺伝子変異の増加は、ポメラニアンの毛周期停止の特徴であることが示唆された。.背景: 毛发周期停滞 (HCA) 是一种非炎性脱毛症,可以发生在各种犬种,尤其是博美犬。考虑到强烈的品种倾向性,这种疾病可能是一种遗传性疾病。尽管努力确定这种疾病的发病机制,但其潜在的具体原因尚不清楚。 目的: 鉴定博美犬 HCA 的候选基因突变。 动物: 4只诊断为 HCA 的博美犬和4只健康博美犬。 材料和方法: 使用全血提取DNA。进行全基因组测序 (WGS),并使用基因组分析工具包 (GATK) 和 SnpEff 分析变体。所有读段均与参考基因组Dog10K_Boxer_Tasha一致。进行 Sanger 测序以确定复杂突变。 结果: 在8只犬中共发现113个线粒体 DNA 的变异体是有效的基因突变。与健康犬(平均8个变异)相比,病犬表现出有效突变显著增加(平均57个变异)(P 0.05)。两组染色体 DNA 突变数差异无统计学意义。 结论和临床意义: 我们认为线粒体基因突变数量增加是博美犬 HCA 的特征。.O sequestro folicular (SF) &#233; uma doen&#231;a alop&#233;cica n&#227;o inflamat&#243;ria que afeta v&#225;rias ra&#231;as de c&#227;es, particularmente lulus da Pomer&#226;nia. Esta doen&#231;a &#233; provavelmente um dist&#250;rbio heredit&#225;rio considerando a forte predisposi&#231;&#227;o da ra&#231;a. Apesar dos esfor&#231;os para identificar a patog&#234;nese desta doen&#231;a, n&#227;o se tem conhecimento de uma causa espec&#237;fica.Identificar muta&#231;&#245;es gen&#233;ticas candidatas para SF em lulus da Pomer&#226;nia.Quatro c&#227;es da ra&#231;a lulu da Pomer&#226;nia diagnosticados com SF e quatro c&#227;es da ra&#231;a lulu da Pomer&#226;nia n&#227;o afetados. MATERIAIS E M&#201;TODOS: Utilizou-se sangue total para extra&#231;&#227;o de DNA. O sequenciamento do genoma completo (WGS) foi realizado e as variantes foram analisadas usando um Genome Analysis Toolkit (GATK) e SnpEff. Todas as leituras foram alinhadas ao genoma de refer&#234;ncia, Dog10K_Boxer_Tasha. Realizou-se o sequenciamento de Sanger para definir as muta&#231;&#245;es complexas.Um total de 113 variantes de DNA mitocondrial foram encontradas como muta&#231;&#245;es gen&#233;ticas eficazes nos oito c&#227;es. Os c&#227;es afetados apresentaram muta&#231;&#245;es efetivas significativamente aumentadas (m&#233;dia de 57 variantes) em compara&#231;&#227;o com c&#227;es n&#227;o afetados (m&#233;dia de oito variantes) (P0,05). N&#227;o houve diferen&#231;a significativa no n&#250;mero de muta&#231;&#245;es do DNA cromoss&#244;mico entre os dois grupos. CONCLUS&#195;O E IMPORT&#194;NCIA CL&#205;NICA: Sugerimos que um n&#250;mero aumentado de muta&#231;&#245;es gen&#233;ticas mitocondriais s&#227;o caracter&#237;sticas para SF em lulus da Pomer&#226;nia.

Details

ISSN :
13653164 and 09594493
Volume :
33
Database :
OpenAIRE
Journal :
Veterinary Dermatology
Accession number :
edsair.doi.dedup.....8d255616a7b01085c2b61b69d63b6db1
Full Text :
https://doi.org/10.1111/vde.13114