Präsentation zum Seminar (pdf
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Fellfarbvererbung beim Weißen Schweizer Schäferhund Fellfarbassoziierte Gendefekte und Ihre Relevanz für die Zucht des weißen Schweizer Schäferhundes Dipl. Bio. Anita Mac Nelly Gliederung Einführung in die Genetik Fellfarbvererbung Fellfarbassoziierte Defekte und deren Relevanz für die Zucht des WSS Dipl. Bio. Anita Mac Nelly Klassische Genetik versus Molekulargenetik Klassische Genetik: Molekulargenetik: 5´ ATGCCTATGCGCGCTGA 3´ 5´ ATGCCTATTCGCGCTGA 3´ Zucht von zwei Tieren und Betrachtung der Nachkommen DNA-Ebene Sequenzierung Klärung des Erbgangs Auffinden von Mutationen autosomal/gonosomal direkt (PCR+RFLP) Dipl. Bio. Anita Mac Nelly Einführung in die Genetik Geschlechtschromosomen: paarig (XX, XY) Autosomen: identisch bei männlichen und weiblichen Tieren paarweises Auftreten: diploid (2n) Chromosomen Hund: 2n = 78 (n = 39) Genom: Gesamtheit aller Chromosomen (Autosomen + Geschlechtschromosomen) Dipl. Bio. Anita Mac Nelly Einführung in die Genetik Locus (Pl.: Loci): bestimmte Region eines Chromosoms Gen: codiert für ein Protein Allel: verschiedene Formen eines Gens heterozygot: zwei verschiedene Allele an einem Genort (mischerbig) homozygot: zwei identische Allele an einem Genort (reinerbig) Gene homologe Chromosomen A B c A b c homozygot für dominantes Allel heterozygot homozygot für rezessives Allel Dipl. Bio. Anita Mac Nelly Pigmentproduktion im Haar die Grundfarbe der Haare wird durch zwei Melanintypen beeinflusst, die in den Melanosomen der Pigmentzellen (Melanozyten) gebildet werden Phäomelanin Eumelanin Pigmentproduktion im Haar Pigmentproduktion in Melanozyten α-MSH Eumelanosom MC1R Phäomelanosom MLPH α-MSH MC1R MLPH Melanin stimulierendes Hormon Melanocorticorezeptor Melanophilin Genetik der Fellfarben Welche Genloci bestimmen die Fellfarbe eines Hundes? Pigmente Phäomelanin Eumelanin Dipl. Bio. Anita Mac Nelly Genetik der Fellfarben 1) E = Extension-Locus: MC1R-Rezeptor Beeinflussung der Ausdehnung (Extension) der Farbe EE oder Ee Wildtyp; dominantes Allel normale Ausdehnung des Agouti-Locus Phänotyps ee nur Phäomelanin (rot/gelb) „ rezessiv-rot“oder „ rezessiv-gelb“ epistatisch wirkend auf Agouti-Locus und K-Locus Epistase – Unterdrückung der phänotypischen Ausprägung anderer Gene Dipl. Bio. Anita Mac Nelly Genetik der Fellfarben 2) A = Agouti-Locus (Agouti-Peptid) Kontrolle der Bildung von Phäomelanin Allele (abnehmende Dominanz): ay –at –a ay = sable at = black and tan a = rezessive black Dipl. Bio. Anita Mac Nelly Genetik der Fellfarben 3) K = dominant-schwarz Gen frühere Vermutung: Agouti-Gen (oft As genannt) aber neue Erkenntnisse (A -defensin mutation causes black coat color in domestic dogs, Kerns et al, Science, 2007) Dominant-schwarz Gen K –dominant schwarz, k: Wildtyp epistatisch über Agouti-Phänotypen wird von „ ee“maskiert Beispiel: Border Collie, Labrador Dipl. Bio. Anita Mac Nelly A Genetik der Fellfarben B Tyrosin Tyr DOPA MSH MC1R Tyrosin Tyr DOPA MC1R CysteinylDOPA ASP Eumelanin MSH Phäomelanin MC1R = Melanocortin-1-Rezeptor, „ Extension Locus“ ASP = Aguti-Signal-Peptid, „ Aguti-Locus“ K = Genprodukt des dominant Schwarz Locus Die Situation im Weißen Schweizer Schäferhund Mutation im Extension Locus alle weißen Schweizer Schäferhunde sind homozygote Träger der „ non-function“Mutation im MC1R Rezeptor („ ee“ ) sie können in den Melanozyten der Haare kein Eumelanin bilden (Genes affecting coat colour and pattern in domestic dog, S. M. Schmutz et al., Animal Genetics, 2007) keine Albinos im klassischen Sinne da –ezymatische Ausstattung für die Eumelaninproduktion (Tyrosinase etc.) ist vorhanden Warum ist die Haut schwarz? Die Situation im Weißen Schweizer Schäferhund Warum ist die Haut schwarz? Melanin (nur Eumelanin) schützt die DNA vor UV-Strahlung –die Produktion von Eumelanin ist also prinzipiell essentiell (Albinos haben ein erhöhtes Risiko an Hautkrebs zu erkranken) in epidermalen Melanozyten gibt es bis zu 7 MC1R-Isoformen ( Regulation of constitutive and UVR-induced skin pigmentation by melanocortin 1 receptor isoforms, Francois Rouzaud et. al., FASEB Journal, 2006) die Intensität von Eumelanin in der Haut (Pigmentstärke) ist abhängig von: Vorkommen von Melanozyten in der Haut Expression von Rezeptoren (wie viele Rezeptoren an den Melanozyten) Expressionslevel der Tyrosinase (u. A. vom Alter abhängig) Die Situation im Weißen Schweizer Schäferhund Warum ist die Haut schwarz? Winter Sommer UV „snow nose“ „ black nose“ UV Keratinozyt MC2R MC1R MSH Durch UV Licht wird vermehrt Tyrosinase gebildet! Die Situation im Weißen Schweizer Schäferhund Warum ist die Haut schwarz? ganzjährig schwarzes Pigment an Nase, Lefzen und Pfotenballen: erhöhte konstitutive Tyrosinaseproduktion konstitutive Überexpression eines MC1R-Derivates in epidermalen Melanozyten eine Wechselnase deutet auf ein niedriges Expressionslevel der Tyrosinase hin, ein externer Inducer (UV-Strahlung) stimuliert die Tyrosinase-produktion Keratinozyten produzieren α-MSH/ Expression MC1R-Rezeptor Die Situation im Weißen Schweizer Schäferhund Warum ist die Haut schwarz? Wechselnase kein Defizit –vergleichbar mit Menschen vom keltischen Typ • • wenn ganzjährig schlechtes Pigment Mangel an Melanozyten konstitutiver Repressor für Tyrosinaseproduktion Genetik der Fellfarben: Dilution nur homozygote Tiere betroffen der Linker (MLPH), der reife Eu- bzw. Phäomelanosomen für den Transport kennzeichnet, wird vermindert gebildet (A Noncoding Melanophilin Gene (MLPH) SNP at the Splice Donor of Exon 1 Represents a Candidate Causal Mutation for Coat Color Dilution in Dogs, Cord Drögemüller, Journal of Heredity, 2007) sowohl Phäo- als auch Eumelanin wird aufgehellt MLPH Genetik der Fellfarben: Dilution der Dilutionlocus ist nicht verantwortlich für die Phäomelaninverdünnung beim weißen Schweizer Schäferhund nur an Krankheiten (Haarfollikel-Dysplasie) gekoppelt, wenn fast kein MLPH (Blue-Dobermann-Syndrom) –mehrere Mutationen! in vielen Rassen Dilution „ dd“fest verankert (Weimaraner) (A Noncoding Melanophilin Gene (MLPH) SNP at the Splice Donor of Exon 1 Represents a Candidate Causal Mutation for Coat Color Dilution in Dogs, Cord Drögemüller, Journal of Heredity, 2007) Apoptose-induzierter Zelltod MLPH Genetik der Fellfarben: Spotting Locus Genetik der Fellfarben: Spotting Locus Weiß ist nicht gleich weiß! Melanozyten entstammen der Neuralleiste und sind eng mit Nervenzellen verwandt Ektoderm Neuralleiste Neuralrohr Genetik der Fellfarben: Spotting Locus eng gekoppelt mit der Bildung von Sinnesorganen aus diesem Keimblatt (degenerierte Photorezeptorzellen, Haarsinneszellen usw., daraus u. U. resultierend: Blindheit, Taubheit) dieser Locus könnte dann für die Zucht des Weißen Schweizer Schäferhundes von Bedeutung sein, wenn vermehrt… z. B. die Einkreuzung weißer Collies („ extreme white“: swsw ) erfolgt wäre (?) Genetik der Fellfarben
