JP6792779B2 - Method for discriminating highly immunocompromised pigs and polymorphism markers for that purpose - Google Patents
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Description
本発明は、ブタの免疫能判別のための多型を利用したマーカー、およびそのマーカーを用いたブタの判別方法に関する。 The present invention relates to a marker utilizing a polymorphism for discriminating the immunity of a pig, and a method for discriminating a pig using the marker.
ブタの育種は、これまで形質の表現型値を用いた統計学的手法により、測定が容易な肉質等に関して精力的に行われてきた。近年のブタゲノム塩基配列解読とそのデータを利用した集団遺伝学的解析により、椎骨数および体長と関連する遺伝子が含まれるゲノム領域において多様性の消失が起きた形跡が見つかる等、目的の表現型による選抜によるゲノム塩基配列の変化が明らかになりつつある。 Until now, pig breeding has been vigorously carried out with respect to meat quality and the like, which are easy to measure, by statistical methods using phenotypic values of traits. Recent porcine genome sequencing and population genetic analysis using the data have revealed evidence of loss of diversity in the genomic region containing genes related to vertebral bone number and body length, depending on the desired phenotype. Changes in the genomic nucleotide sequence due to selection are becoming clear.
一方、肺炎・下痢等の感染症への罹りにくさ、すなわち抗病性に関しては、疾病・病変等の程度の測定が困難であり、この点からの改良の試みはほとんど行われていなかった。 On the other hand, regarding the resistance to infectious diseases such as pneumonia and diarrhea, that is, the anti-disease property, it is difficult to measure the degree of the disease / lesion, and almost no improvement attempt has been made from this point.
本出願人らの研究グループでは、大ヨークシャー種を対象として、白血球貧食能、補体代替経路活性、および豚丹毒ワクチン接種後の抗体価の3種類の形質値が同時に高くなるように、6世代にわたる改良を重ねた高免疫能ブタ集団を造成してきた。そして、この集団では、マイコプラズマ陽性農場における育成途中の死亡率が大きく下がることを示唆するデータを得た(非特許文献1)。 In the research group of the applicants, three types of trait values, leukocyte hypophagia, complement alternative pathway activity, and antibody titer after porcine toxin vaccination, were simultaneously increased in the Large White pig species. We have created a highly immune pig population that has been improved over generations. Then, in this population, we obtained data suggesting that the mortality rate during growing on mycoplasma-positive farms is significantly reduced (Non-Patent Document 1).
一方、ブタおよびイノシシの免疫系遺伝子、特に病原体認識に関わるToll様受容体(TLR)には、アミノ酸多型を含む非常に多くの一塩基多型(SNP)が存在することが知られており(非特許文献2)、これらのアミノ酸多型の中には病原体の認識能を変化させるものが存在することが報告されている(非特許文献3、4)。さらにブタの健康に悪影響を与える特定の病気が存在しない(Specific-Pathogen-Free, SPF)環境下で飼育されているブタ集団(デュロック種)において、TLRおよびブタ白血球抗原(SLA)クラスIIの遺伝子型と、ワクチン接種後の抗体応答との間に、有意な相関があることが報告されている(非特許文献5)。 On the other hand, it is known that a large number of single nucleotide polymorphisms (SNPs) including amino acid polymorphisms are present in the immune system genes of pigs and wild boars, especially Toll-like receptors (TLRs) involved in pathogen recognition. (Non-Patent Document 2), it has been reported that some of these amino acid polymorphisms change the recognition ability of pathogens (Non-Patent Documents 3 and 4). In addition, TLR and porcine leukocyte antigen (SLA) class II genes in pig populations (Durok species) kept in a specific-pathogen-free (SPF) environment where there are no specific diseases that adversely affect pig health. It has been reported that there is a significant correlation between type and antibody response after vaccination (Non-Patent Document 5).
近年の大規模集約的な養豚経営において、密飼い等に起因する感染症の流行は、ブタの損耗および薬剤の使用により生産コストを押し上げる主要な要因となっており、ブタの抗病性に関する遺伝的改良への期待は高い。 In recent years, in large-scale intensive pig farming, the epidemic of infectious diseases caused by poaching has become a major factor pushing up production costs due to pig wear and drug use, and inheritance of pig disease resistance. Expectations for improvement are high.
本発明者らは、血液サンプルから測定可能な間接的免疫形質が、病変等の直接的形質の代替となる可能性について検討してきた。そして、白血球貧食能等の間接的形質値が高くなるように改良されたブタ集団について得た特定農場での死亡率低下を示唆するデータから、血液由来の間接的免疫形質がブタにおける耐病性改良のための選抜指標になりうると考えた。また、TLRにおけるSNPの存在と病原体の認識能の変化との関係、SPFブタ集団におけるTLR等の遺伝子型とワクチン接種後の抗体応答との相関から、免疫系遺伝子の多型は、感染症に対する感受性/抵抗性を判断するマーカーとなりうると考えた。 The present inventors have investigated the possibility that indirect immune traits that can be measured from blood samples can substitute for direct traits such as lesions. Then, from the data suggesting a decrease in mortality rate at a specific farm obtained for a pig population improved so that indirect trait values such as leukocyte anemia are high, blood-derived indirect immune traits are disease-resistant in pigs. I thought it could be a selection index for improvement. In addition, from the relationship between the presence of SNP in TLR and changes in pathogen recognition ability, and the correlation between genotypes such as TLR in the SPF pig population and antibody response after vaccination, polymorphisms in immune system genes are associated with infectious diseases. We thought that it could be a marker for judging susceptibility / resistance.
一方、本発明者らはマクロファージにおける発現変化の個体差に着目した。マクロファージは、感染初期において病原体の認識および貧食を担う細胞であり、自然免疫系および獲得免疫系の双方において、極めて重要な役割を有する。今般、高免疫ブタ集団およびその造成の基礎となったブタ集団それぞれの血液からマクロファージを単離して刺激し、集団間で刺激後の発現変化に差が見られた免疫系遺伝子を特定した。さらに遺伝子のプロモーター領域について集団間で偏りのある多型を見出し、本発明を完成した。 On the other hand, the present inventors focused on individual differences in expression changes in macrophages. Macrophages are cells responsible for pathogen recognition and food loss in the early stages of infection and play a vital role in both the innate and adaptive immune systems. We have recently isolated and stimulated macrophages from the blood of the highly immunized pig population and the pig population that was the basis for its formation, and identified immune system genes that showed differences in expression changes after stimulation between the populations. Furthermore, we found a polymorphism that is biased among populations in the promoter region of the gene, and completed the present invention.
本発明は、以下を提供する。
[1] 高免疫能ブタの判別方法であって、対象となるブタのゲノム中、下記(1)〜(115)に示した染色体上の位置における塩基の少なくとも一つが、対応する下段に示した塩基または塩基配列である場合に、高免疫ブタであると判別する、方法。
The present invention provides:
[1] A method for discriminating highly immunocompromised pigs, in which at least one of the bases at the positions on the chromosomes shown in (1) to (115) below in the genome of the target pig is shown in the corresponding lower row. A method for determining a highly immune pig when it is a base or a base sequence.
[2] 1に記載の方法であって、
対象となるブタのゲノムが、下記(A)〜(F)の少なくとも一つを満たす場合に、高免疫ブタであると判別する、方法。
(A) 前記(1)〜(9)に示した染色体上の位置における塩基が、各々対応する下段に示した塩基である。
(B) 前記(10)〜(15)に示した染色体上の位置における塩基が、各々対応する下段に示した塩基である。
(C) 前記(16)〜(45)に示した染色体上の位置における塩基が、各々対応する下段に示した塩基である。
(D) 前記(46)〜(65)に示した染色体上の位置における塩基が、各々対応する下段に示した塩基である。
(E) 前記(66)〜(115)に示した染色体上の位置における塩基が、各々対応する下段に示した塩基である。
[3]高免疫能ブタの判別に利用するための、下記(a)〜(e)のいずれか一のポリヌクレオチド。
(a) 配列番号:1の塩基配列の、全部、または下記(1)〜(9)に示した位置の塩基を少なくとも一つ含む連続した一部であって、かつ下記(1)〜(9)に示した位置における塩基の少なくとも一つが、対応する下段に示した塩基または塩基配列であるポリヌクレオチド。
[2] The method described in 1.
A method for determining a highly immune pig when the genome of the target pig satisfies at least one of the following (A) to (F).
(A) The bases at the positions on the chromosomes shown in (1) to (9) above are the corresponding bases in the lower row.
(B) The bases at the positions on the chromosomes shown in (10) to (15) above are the corresponding bases in the lower row.
(C) The bases at the positions on the chromosomes shown in (16) to (45) above are the corresponding bases in the lower row.
(D) The bases at the positions on the chromosomes shown in (46) to (65) above are the corresponding bases in the lower row.
(E) The bases at the positions on the chromosomes shown in (66) to (115) above are the corresponding bases in the lower row.
[3] One of the following polynucleotides (a) to (e) to be used for discriminating highly immunocompromised pigs.
(a) The entire base sequence of SEQ ID NO: 1 or a continuous part containing at least one base at the positions shown in (1) to (9) below, and (1) to (9) below. A polynucleotide in which at least one of the bases at the position shown in) is the corresponding base or base sequence shown in the lower row.
(b) 配列番号:2の塩基配列の、全部、または下記(10)〜(15)に示した位置の塩基を少なくとも一つ含む連続した一部であって、かつ下記(10)〜(15)に示した位置における塩基の少なくとも一つが、対応する下段に示した塩基または塩基配列であるポリヌクレオチド。 (b) The entire base sequence of SEQ ID NO: 2, or a continuous part containing at least one base at the positions shown in (10) to (15) below, and (10) to (15) below. A polynucleotide in which at least one of the bases at the position shown in) is the corresponding base or base sequence shown in the lower row.
(c) 配列番号:3の塩基配列の、全部、または下記(16)〜(45)に示した位置の塩基を少なくとも一つ含む連続した一部であって、かつ下記(16)〜(45)に示した位置における塩基の少なくとも一つが、対応する下段に示した塩基または塩基配列であるポリヌクレオチド。 (c) The entire base sequence of SEQ ID NO: 3, or a continuous part containing at least one base at the positions shown in (16) to (45) below, and (16) to (45) below. A polynucleotide in which at least one of the bases at the position shown in) is the corresponding base or base sequence shown in the lower row.
(d) 配列番号:4の塩基配列の、全部、または下記(46)〜(65)に示した位置の塩基を少なくとも一つ含む連続した一部であって、かつ下記(46)〜(65)に示した位置における塩基の少なくとも一つが、対応する下段に示した塩基または塩基配列であるポリヌクレオチド。 (d) The entire base sequence of SEQ ID NO: 4, or a continuous part containing at least one base at the positions shown in (46) to (65) below, and (46) to (65) below. A polynucleotide in which at least one of the bases at the position shown in) is the corresponding base or base sequence shown in the lower row.
(e) 配列番号:5の塩基配列の、全部、または下記(66)〜(115)に示した位置の塩基を少なくとも一つ含む連続した一部であって、かつ下記(66)〜(115)に示した位置における塩基の少なくとも一つが、対応する下段に示した塩基または塩基配列であるポリヌクレオチド。 (e) The entire base sequence of SEQ ID NO: 5, or a continuous part containing at least one base at the positions shown in (66) to (115) below, and (66) to (115) below. A polynucleotide in which at least one of the bases at the position shown in) is the corresponding base or base sequence shown in the lower row.
[4]1または2に記載の判別方法に使用するための、配列番号:1〜5のいずれか一に記載の塩基配列の一部に相補的であり、かつ15塩基以上の長さを有する、プローブまたはプライマー。
[5]1または2に記載の判別方法により、高免疫能ブタを選抜することを含む、抗病性の高いブタの育種方法。
[6]1または2に記載の判別方法により、高免疫能ブタを選抜し、選抜したブタまたはその後代を交配に用いることを含む、抗病性の高いブタの育種方法。
[7]1または2に記載の判別方法により、高免疫能ブタを選抜し、選抜したブタまたはその後代を交配に用いることを含む、抗病性の高いブタの生産方法。
[4] Complementary to a part of the base sequence set forth in any one of SEQ ID NOs: 1 to 5 and having a length of 15 bases or more for use in the discrimination method described in 1 or 2. , Probes or primers.
[5] A method for breeding highly resistant pigs, which comprises selecting highly immune pigs by the discrimination method according to 1 or 2.
[6] A method for breeding highly resistant pigs, which comprises selecting highly immune pigs by the discrimination method according to 1 or 2 and using the selected pigs or their progeny for mating.
[7] A method for producing a highly resistant pig, which comprises selecting a highly immune pig by the discrimination method according to 1 or 2 and using the selected pig or its progeny for mating.
本発明により免疫能が高いブタを効率的に選抜できる。
本発明により得られた高免疫ブタにより、他の優れた形質を有するブタに高免疫能を付与することができ、抗病性に優れたブタの新品種が育種できる。
According to the present invention, pigs with high immunity can be efficiently selected.
The highly immunized pig obtained by the present invention can impart high immunity to pigs having other excellent traits, and a new breed of pig having excellent disease resistance can be bred.
数値範囲を「m〜n」は、特に記載した場合を除き、その範囲は両端mおよびnを含む。 The numerical range "m to n" includes both ends m and n unless otherwise specified.
[判別方法]
本発明は、高い免疫能を有するブタ(高免疫能ブタということもある。)を、ブタのゲノム上に存在する多型を検出することにより、判別する方法を提供する。免疫能は、直接的または間接的な免疫形質を含む。直接的な免疫形質は、肺炎や下痢等の感染症へのかかりにくさおよび疾病や病変の程度の少なさを含む。間接的な免疫形質は、白血球貧食能、補体代替経路活性および豚丹毒ワクチン接種後の抗体価等、ブタの抗病性を直接的には裏付けないが、その形質と抗病性との関係が推認できる形質を指す。
[Discrimination method]
The present invention provides a method for discriminating a pig having high immunity (sometimes referred to as a highly immune pig) by detecting a polymorphism existing in the genome of the pig. Immunity includes direct or indirect immune traits. Direct immune traits include less susceptibility to infectious diseases such as pneumonia and diarrhea and lesser disease and lesions. Indirect immune traits do not directly support porcine anti-disease, such as leukocyte hypophagia, complement alternative pathway activity, and antibody titer after erysipeloid vaccination, but the trait and anti-disease Refers to a trait whose relationship can be inferred.
判別は、対象ブタ(本発明の判別方法に供するブタ)が高免疫能ブタであると技術的に意義のある確からしさで判別すること、対象ブタが非高免疫能ブタ(高免疫能を有さないブタ)ではないと技術的に意義のある確からしさで判別することを含む。また、高免疫能ブタとその他のブタ(例えば、黒豚、一般豚等)とを区別することをいう。判別は、識別、鑑定、鑑別、判定、検査等と表現されることもある。判別の確からしさは、用いる多型の種類、数、組合せ等を検討することにより、高めることができると考えられる。 For discrimination, the target pig (the pig used in the discrimination method of the present invention) is determined to be a highly immune pig with technically significant certainty, and the target pig is a non-immunized pig (has high immunity). It includes determining that it is not a pig) with technically significant certainty. It also refers to distinguishing between highly immune pigs and other pigs (eg, black pigs, general pigs, etc.). Discrimination may be expressed as identification, appraisal, discrimination, judgment, inspection, and the like. It is considered that the certainty of discrimination can be improved by examining the type, number, combination, etc. of the polymorphism to be used.
多型とは、同じ生物種の集団のうちに遺伝子型の異なる個体が存在すること、またはその異なる遺伝子・DNA配列のことをいう。多型には一塩基多型(SNP)、Insertion/Deletion(挿入/欠失)多型、制限断片長多型、タンデム反復数多型(variable number of tandem repeats:VNTR)、超可変領域、ミニサテライト、ジヌクレオチド反復、トリヌクレオチド反復、テトラヌクレオチド反復、および単純配列反復が含まれる。 Polymorphism refers to the existence of individuals with different genotypes in a population of the same species, or the gene / DNA sequence of the different genotypes. Polymorphisms include single nucleotide polymorphisms (SNPs), Insertion / Deletion (insertion / deletion) polymorphisms, restricted fragment length polymorphisms, tandem repeats polymorphisms (VNTR), hypervariable regions, and mini. Includes satellite, dinucleotide repeats, trinucleotide repeats, tetranucleotide repeats, and simple sequence repeats.
一塩基多型(SNP)は1個のヌクレオチドからなる多型部位において、その1個のヌクレオチドが別のもの(ヌクレオチド、またはジ〜テトラヌクレオチド、オリゴもしくはポリヌクレオチド)で置換されて起こる。一塩基多型は、参照対立遺伝子と比較して1個のヌクレオチドが欠失するか、または1個のヌクレオチドが挿入されるかによっても起こる。なお多型を表す場合に、関与するヌクレオチドの種類を便宜上そのヌクレオチドを構成する塩基の種類(A、G、TまたはC)を用いて示すことがある。 Single nucleotide polymorphisms (SNPs) occur at polymorphic sites consisting of one nucleotide, where one nucleotide is replaced by another (nucleotide, or di-tetranucleotide, oligonucleotide or polynucleotide). Single nucleotide polymorphisms also occur due to the deletion of one nucleotide or the insertion of one nucleotide compared to the reference allele. When expressing a polymorphism, the type of nucleotide involved may be indicated by using the type of base (A, G, T or C) constituting the nucleotide for convenience.
本発明の判別方法においては、ブタゲノム中に存在する多型をマーカーとして利用する。 In the discrimination method of the present invention, a polymorphism existing in the porcine genome is used as a marker.
好ましい態様の一つにおいては、多型マーカー(多型を利用したマーカー)として、高免疫ブタ集団およびその造成に用いた基礎集団(対照集団ということもある。)それぞれから採取したマクロファージを刺激し、遺伝子発現を比較した結果、発現量が数倍、好ましくは2倍以上、より好ましくは3倍以上変化する遺伝子のプロモーター領域中に存在する多型を用いることができる。 In one of the preferred embodiments, as a polymorphism marker (a marker utilizing the polymorphism), macrophages collected from each of the hyperimmune pig population and the basal population (sometimes referred to as a control population) used for its formation are stimulated. As a result of comparing gene expression, polymorphisms present in the promoter region of a gene whose expression level changes several times, preferably two times or more, more preferably three times or more can be used.
より好ましい態様の一つにおいては、多型マーカーとして、上記の発現量が変化する遺伝子であって、免疫応答に関与すると想定される遺伝子のプロモーター領域中に存在する多型を用いることができる。免疫応答に関与すると想定される遺伝子の例は、Gene Ontologyで[GO:0002376] immune system process、[GO:0001071] Nucleic acid binding transcription factory activity、[GO:0006914] autophagy、または[GO:0061630] ubiquitin protein ligase activityの階層に属する遺伝子である。免疫応答に関与すると想定される遺伝子の、特に好ましい例は、TRIM21(ユビキチンリガーゼE3の一つ。シェーグレン症候群の原因遺伝子。)、STAT3(サイトカインのシグナル伝達等に関与。)、RNASEL(RNA分解酵素の一つ。RNAウイルスに対する抵抗性に関与。)、またはSAMHD1(HIV-1等のウイルス感染の防御に関与。)、およびTMEM150Cである。 In one of the more preferred embodiments, as the polymorphism marker, a polymorphism that is a gene whose expression level changes and is present in the promoter region of a gene that is supposed to be involved in an immune response can be used. Examples of genes that are supposed to be involved in the immune response are Gene Ontology [GO: 0002376] immune system process, [GO: 0001071] Nucleic acid binding transcription factory activity, [GO: 0006914] autophagy, or [GO: 0061630]. It is a gene belonging to the hierarchy of ubiquitin protein ligase activity. Particularly preferred examples of genes that are supposed to be involved in the immune response are TRIM21 (one of the ubiquitin ligase E3, the causative gene of Sjogren's syndrome), STAT3 (involved in cytokine signaling, etc.), RNASEL (RNA degrading enzyme). One of them. Involved in resistance to RNA virus.), Or SAMHD1 (involved in protection against viral infections such as HIV-1.), And TMEM150C.
いずれの場合であっても、多型マーカーとして、高免疫能ブタ集団における頻度が、基礎集団における頻度よりも高いものを用いることが好ましい。 In any case, it is preferable to use a polymorphism marker having a higher frequency in the hyperimmune pig population than in the basal population.
本発明に用いられる多型マーカー(本明細書において「本発明の多型マーカー」と記載する場合がある。)の具体例を以下に示す。なお本明細書および特許請求において、染色体および位置(position)に関する情報、ならびにSNPのrs番号を示す場合は、特に記載した場合を除き、米国バイオテクノロジー情報センター(NCBI)の提供する情報に基づく。 Specific examples of the polymorphism marker used in the present invention (may be referred to as "polymorphism marker of the present invention" in the present specification) are shown below. In addition, in this specification and claims, information on chromosomes and positions, and SNP rs numbers are based on information provided by the National Center for Biotechnology Information (NCBI) unless otherwise specified.
RNASELのプロモーター領域に存在する多型(下表の(1)〜(9))
表の中段に、多型の存在する染色体とその位置(多型部位)を示す。下段に、その位置における、高免疫能ブタ集団において出現頻度の高い塩基を示す。すなわち、その位置の塩基が表の対応する下段に示した塩基である場合に、高免疫能ブタであると判別できる。
Polymorphisms present in the promoter region of RNASEL ((1) to (9) in the table below)
The middle part of the table shows the chromosomes where polymorphisms exist and their positions (polymorphism sites). The lower row shows the bases that frequently appear in the highly immune pig population at that position. That is, when the base at that position is the base shown in the corresponding lower part of the table, it can be determined to be a highly immune pig.
SAMHD1のプロモーター領域に存在する多型(下表の(10)〜(15))
表の中段に、多型の存在する染色体とその位置(多型部位)を示す。下段に、その位置における、高免疫能ブタ集団において出現頻度の高い塩基を示す。すなわち、その位置の塩基が表の対応する下段に示した塩基である場合に、高免疫能ブタであると判別できる。
Polymorphisms present in the promoter region of SAMHD1 ((10) to (15) in the table below)
The middle part of the table shows the chromosomes where polymorphisms exist and their positions (polymorphism sites). The lower row shows the bases that frequently appear in the highly immune pig population at that position. That is, when the base at that position is the base shown in the corresponding lower part of the table, it can be determined to be a highly immune pig.
STAT3のプロモーター領域に存在する多型(下表の(16)〜(45))
表の各中段に、多型の存在する染色体とその位置(多型部位)を示す。各下段に、その位置における、高免疫能ブタ集団において出現頻度の高い塩基を示す。すなわち、その位置の塩基が表の対応する下段に示した塩基である場合に、高免疫能ブタであると判別できる。
Polymorphisms present in the promoter region of STAT3 ((16)-(45) in the table below)
Chromosomes in which polymorphisms are present and their positions (polymorphism sites) are shown in the middle of each table. The lower row of each shows the bases that frequently appear in the highly immunocompromised pig population at that position. That is, when the base at that position is the base shown in the corresponding lower part of the table, it can be determined to be a highly immune pig.
TMEM150Cのプロモーター領域に存在する多型(下表の(46)〜(65))
表の中段に、多型の存在する染色体とその位置(多型部位)を示す。下段に、その位置における、高免疫能ブタ集団において出現頻度の高い塩基を示す。すなわち、その位置の塩基が表の対応する下段に示した塩基である場合に、高免疫能ブタであると判別できる。
Polymorphisms present in the promoter region of TMEM150C ((46)-(65) in the table below)
The middle part of the table shows the chromosomes where polymorphisms exist and their positions (polymorphism sites). The lower row shows the bases that frequently appear in the highly immune pig population at that position. That is, when the base at that position is the base shown in the corresponding lower part of the table, it can be determined to be a highly immune pig.
TRIM21のプロモーター領域に存在する多型(下表の(66)〜(115))
表の各中段に、多型の存在する染色体とその位置(多型部位)を示す。各下段に、その位置における、高免疫能ブタ集団において出現頻度の高い塩基を示す。すなわち、その位置の塩基が表の対応する下段に示した塩基である場合に、高免疫能ブタであると判別できる。
Chromosomes in which polymorphisms are present and their positions (polymorphism sites) are shown in the middle of each table. The lower row of each shows the bases that frequently appear in the highly immunocompromised pig population at that position. That is, when the base at that position is the base shown in the corresponding lower part of the table, it can be determined to be a highly immune pig.
本発明においては、多型マーカーを1つ用いることができ、複数個用いることもできる。用いられる多型マーカーは、上記の多型マーカーのうち、高免疫能ブタ集団と基礎集団との間の頻度の差が大きいものであることが好ましいと考えられる。当業者であれば、本明細書の記載および技術常識を参酌し、判別に使用する多型マーカーの数、および種類を適宜設計することができる。 In the present invention, one polymorphic marker can be used, and a plurality of polymorphic markers can be used. It is considered that the polymorphism marker used is preferably one in which the frequency difference between the highly immunocompromised pig population and the basal population is large among the above-mentioned polymorphism markers. A person skilled in the art can appropriately design the number and types of polymorphic markers used for discrimination by taking into consideration the description of this specification and common general technical knowledge.
高免疫能ブタ集団と基礎集団との頻度の差が大きい多型マーカーの場合には、1または数個の多型マーカーを用いることにより、高免疫能ブタの技術的に意義のある確からしさでの判別が可能であると考えられる。高免疫能ブタ集団と基礎集団との頻度の差が比較的小さい多型マーカーの場合でも、複数の多型マーカーを用いることにより、高免疫能ブタの技術的に意義のある確からしさで判別が可能であると考えられる。 In the case of polymorphic markers with large frequency differences between the hyperimmune pig population and the basal population, the use of one or several polymorphic markers provides technically significant certainty of the hyperimmune pigs. It is considered that it is possible to distinguish. Even in the case of polymorphic markers with a relatively small difference in frequency between the hyperimmune pig population and the basal population, by using multiple polymorphism markers, discrimination can be made with the technically significant certainty of the hyperimmune pigs. It is considered possible.
一般的には、多くの多型マーカーを用いるほど判別の精度が向上する。したがって、本発明では、複数の多型マーカーを用いることが好ましいであろう。本発明の方法において用いる多型マーカーの数は、1または数個(1〜9個)とすることができ、例えば5個以上、8個以上、10個以上とすることができ、また20個以上、30個以上、40個以上、50個以上、60個以上、70個以上とすることもできる。 In general, the more polymorphic markers are used, the better the discrimination accuracy. Therefore, in the present invention, it may be preferable to use a plurality of polymorphic markers. The number of polymorphic markers used in the method of the present invention can be 1 or several (1 to 9), for example, 5 or more, 8 or more, 10 or more, and 20. As mentioned above, the number may be 30 or more, 40 or more, 50 or more, 60 or more, or 70 or more.
好ましい態様の一つにおいては、上記の一の表に示した染色体上の位置における塩基のいずれか(1個であってもよく、複数個であってもよい。以下同じ。)と他のいずれか表に示した染色体上の位置における塩基のいずれかとの組合せが、各々対応する下段に示した塩基である場合に、高免疫能ブタであると判別してもよい。例えば、上記(1)〜(9)に示した染色体上の位置における塩基のいずれかが対応する下段に示した塩基である場合に、上記(10)〜(15)に示した染色体上の位置における塩基のいずれか、上記(16)〜(45)に示した染色体上の位置における塩基のいずれか、上記(46)〜(65)に示した染色体上の位置における塩基のいずれか、または上記(66)〜(115)に示した染色体上の位置における塩基のいずれかが、各々対応する下段に示した塩基である場合に、高免疫能ブタであると判別してもよい。 In one of the preferred embodiments, any one of the bases at the position on the chromosome shown in one of the above tables (which may be one or more; the same shall apply hereinafter) and any other. If the combination with any of the bases at the positions on the chromosome shown in the table is the corresponding base shown in the lower row, it may be determined to be a highly immunocompromised pig. For example, when any of the bases at the positions on the chromosomes shown in (1) to (9) above is the corresponding base shown in the lower row, the positions on the chromosomes shown in (10) to (15) above. Any of the bases at the positions on the chromosomes shown in (16) to (45) above, any of the bases at the positions on the chromosomes shown in (46) to (65) above, or the above If any of the bases at the positions on the chromosomes shown in (66) to (115) is the corresponding base shown in the lower row, it may be determined to be a highly immune pig.
好ましい態様の一つにおいては、下記の(A)〜(E)の少なくとも一つを満たす場合に、高免疫能ブタであると判別することができる。
(A) 上記(1)〜(9)に示した染色体上の位置における塩基が、各々対応する下段に示した塩基である。
(B) 上記(10)〜(15)に示した染色体上の位置における塩基が、各々対応する下段に示した塩基である。
(C) 上記(16)〜(45)に示した染色体上の位置における塩基が、各々対応する下段に示した塩基である。
(D) 上記(46)〜(65)に示した染色体上の位置における塩基が、各々対応する下段に示した塩基である。
(E) 上記(66)〜(115)に示した染色体上の位置における塩基が、各々対応する下段に示した塩基である。
In one of the preferred embodiments, a highly immune pig can be determined if at least one of the following (A) to (E) is satisfied.
(A) The bases at the positions on the chromosomes shown in (1) to (9) above are the corresponding bases in the lower row.
(B) The bases at the positions on the chromosomes shown in (10) to (15) above are the corresponding bases in the lower row.
(C) The bases at the positions on the chromosomes shown in (16) to (45) above are the corresponding bases in the lower row.
(D) The bases at the positions on the chromosomes shown in (46) to (65) above are the corresponding bases in the lower row.
(E) The bases at the positions on the chromosomes shown in (66) to (115) above are the corresponding bases in the lower row.
好ましい態様の一つにおいては、(A)〜(E)のうち、いずれか2つを満たす場合(例えば、(A)および(B)、(A)および(C)、(A)および(D)、(A)および(E)、(B)および(C)、(B)および(D)、(B)および(E)、(C)および(D)、(C)および(E)、または(D)および(E))、いずれか3つを満たす場合(例えば、(A)および(B)および(C)、(A)および(B)および(D)、(A)および(B)および(E)、(A)および(C)および(D)、(A)および(C)および(E)、(A)および(D)および(E)、(B)および(C)および(D)、(B)および(D)および(E)、(C)および(D)および(E))、いずれか4つを満たす場合(例えば、(A)および(B)および(C)および(D)、(A)および(B)および(C)および(E)、(A)および(B)および(D)および(E)、(A)および(C)および(D)および(E)、(B)および(C)および(D)および(E))、またはすべて、すなわち(A)および(B)および(C)および(D)および(E)を満たす場合に、高免疫能ブタであると判別してもよい。 In one of the preferred embodiments, any two of (A) to (E) are satisfied (eg, (A) and (B), (A) and (C), (A) and (D). , (A) and (E), (B) and (C), (B) and (D), (B) and (E), (C) and (D), (C) and (E) Or (D) and (E)), if any three are met (eg, (A) and (B) and (C), (A) and (B) and (D), (A) and (B) ) And (E), (A) and (C) and (D), (A) and (C) and (E), (A) and (D) and (E), (B) and (C) and When any four of (D), (B) and (D) and (E), (C) and (D) and (E) are satisfied (for example, (A) and (B) and (C)) And (D), (A) and (B) and (C) and (E), (A) and (B) and (D) and (E), (A) and (C) and (D) and ( High immunity when E), (B) and (C) and (D) and (E)), or all, ie (A) and (B) and (C) and (D) and (E) are satisfied It may be determined that it is a Noh pig.
好ましい態様の一つにおいては、対象ブタにおける目的の多型部位の塩基を決定する方法として、公知の種々の方法を利用できる。多型部位の塩基を決定する方法は、通常、多型部位を含む領域を増幅する工程を含む。増幅の際の鋳型となる核酸試料は、対象ブタの、例えば末梢血、臓器組織、血清、血漿、血球、骨髄、骨離単核球、口腔細胞、毛(毛根細胞)、爪、血痕、臍帯、脳脊髄液、患部擦過物、患部ぬぐい液、眼房水、リンパ節、気管支肺胞洗浄液、胸水、腹水、心嚢液、膵液、喀痰、骨、膿、尿、糞便、吐潟物、胃液、リンパ節、皮虜、腸組織、固形組織(生検手術)、パラフイン包埋ブロック、凍結切片用包埋ブロック、剖検材料(組織)、培養細胞から得ることができる。 In one of the preferred embodiments, various known methods can be used as methods for determining the base of the desired polymorphic site in the target pig. The method of determining the base of a polymorphic site usually involves the step of amplifying the region containing the polymorphic site. Nucleic acid samples that serve as templates for amplification include, for example, peripheral blood, organ tissue, serum, plasma, blood cells, bone marrow, bone-separated mononuclear cells, oral cells, hair (hair root cells), nails, blood stains, and umbilical band , Cerebral spinal fluid, affected area scrapes, affected area wipes, atrioventricular water, lymph nodes, bronchial alveolar lavage fluid, pleural effusion, ascites, cardiac sac fluid, pancreatic fluid, sputum, bone, pus, urine, feces, vomitus, gastric fluid, It can be obtained from lymph nodes, skin prisoners, intestinal tissue, solid tissue (biopsy surgery), paraffin embedding block, frozen section embedding block, autopsy material (tissue), cultured cells.
このようにして得られる試料中に含まれる核酸を鋳型とし、増幅して多型を検出するために用いることができる。多型の検出のためには、既存の方法を適宜利用できる。例えば、PCR法、SDA法、TMA法、NASBA法、TRC法、ICAN法、SmartAmp法、RCA法、LAMP法、およびそれらの改良法が挙げられる。 The nucleic acid contained in the sample thus obtained can be used as a template and amplified to detect a polymorphism. Existing methods can be appropriately utilized for the detection of polymorphisms. For example, PCR method, SDA method, TMA method, NASBA method, TRC method, ICAN method, SmartAmp method, RCA method, LAMP method, and their improved methods can be mentioned.
[多型マーカー、およびそれを検出するためのプローブ]
また本発明は、上記(1)〜(115)のいずれかに記載の多型マーカー、およびそのような多型マーカーを含む、高免疫能ブタの判別に利用するためのポリヌクレオチド、並びにそのようなポリヌクレオチドの増幅物、そのようなポリヌクレオチドを含む組成物(例えば、そのようなポリヌクレオチドと緩衝剤とを含む。)、キット、試薬、または製品等を提供する。
[Polymorphic marker and probe for detecting it]
The present invention also comprises the polymorphism marker according to any one of (1) to (115) above, and a polynucleotide containing such a polymorphism marker for use in discriminating highly immune pigs, and such. Auxiliary products of such polynucleotides, compositions containing such polynucleotides (eg, including such polynucleotides and buffers), kits, reagents, products and the like are provided.
本明細書の配列表には、配列番号:1〜5の配列として、本明細書の実施例の項において多型検索を行った各遺伝子の転写開始点より上流5000bpの塩基配列を掲載した。具体的には下記の通り。
配列番号: 1 RNACSELの転写開始点より上流5000bpの塩基配列(Sscrofa10.2:9:136224411:136229410)
配列番号: 2 SAMHD1の転写開始点より上流5000bpの塩基配列(Sscrofa10.2:17:45580068:45585067)
配列番号: 3 STAT3の転写開始点より上流5000bpの塩基配列(Sscrofa10.2:12:20775572:20780571)
配列番号: 4 TMEM150Cの転写開始点より上流5000bpの塩基配列(Sscrofa10.2:8:145098791:145103790)
配列番号: 5 TRIM21の転写開始点より上流5000bpの塩基配列(Sscrofa10.2:9:6531121:6536120)
括弧内は、公開されているブタゲノム塩基配列の最新版(Sscrofa10.2)における染色体番号と塩基の位置である。
In the sequence listing of the present specification, the nucleotide sequence of 5000 bp upstream from the transcription start point of each gene for which the polymorphism search was performed in the section of the examples of the present specification is listed as the sequence of SEQ ID NO: 1 to 5. Specifically, it is as follows.
SEQ ID NO: 1 Nucleotide sequence of 5000 bp upstream from the transcription start point of RNACSEL (Sscrofa 10.2: 9: 136224411: 136229410)
SEQ ID NO: 2 Nucleotide sequence of 5000 bp upstream from the transcription start point of SAMHD1 (Sscrofa 10.2: 17: 45580068: 45585067)
SEQ ID NO: 3 Nucleotide sequence of 5000 bp upstream from the transcription start point of STAT3 (Sscrofa 10.2: 12: 20775572: 20780571)
SEQ ID NO: 4 Nucleotide sequence of 5000 bp upstream from the transcription start site of TMEM150C (Sscrofa 10.2: 8: 145098791: 145103790)
SEQ ID NO: 5 Nucleotide sequence of 5000 bp upstream from the transcription start point of TRIM21 (Sscrofa 10.2: 9: 6531121: 6536120)
The numbers in parentheses are the chromosome numbers and base positions in the latest version of the published porcine genome sequence (Sscrofa 10.2).
本発明により多型マーカーを含む以下(a)〜(e)のポリヌクレオチドが提供される。
(a)配列番号:1の塩基配列の、全部、または下記(1)〜(9)に示した位置の塩基を少なくとも一つ含む連続した一部であって、かつ下記(1)〜(9)に示した位置における塩基の少なくとも一つが、対応する下段に示した塩基または塩基配列であるポリヌクレオチド。
The present invention provides the following polynucleotides (a) to (e) containing polymorphic markers.
(a) The entire base sequence of SEQ ID NO: 1 or a continuous part containing at least one base at the positions shown in (1) to (9) below, and (1) to (9) below. A polynucleotide in which at least one of the bases at the position shown in) is the corresponding base or base sequence shown in the lower row.
(b) 配列番号:2の塩基配列の、全部、または下記(10)〜(15)に示した位置の塩基を少なくとも一つ含む連続した一部であって、かつ下記(10)〜(15)に示した位置における塩基の少なくとも一つが、対応する下段に示した塩基または塩基配列であるポリヌクレオチド。 (b) The entire base sequence of SEQ ID NO: 2 or a continuous part containing at least one base at the positions shown in (10) to (15) below, and (10) to (15) below. A polynucleotide in which at least one of the bases at the position shown in) is the corresponding base or base sequence shown in the lower row.
(c) 配列番号:3の塩基配列の、全部、または下記(16)〜(45)に示した位置の塩基を少なくとも一つ含む連続した一部であって、かつ下記(16)〜(45)に示した位置における塩基の少なくとも一つが、対応する下段に示した塩基または塩基配列であるポリヌクレオチド。 (c) The entire base sequence of SEQ ID NO: 3, or a continuous part containing at least one base at the positions shown in (16) to (45) below, and (16) to (45) below. A polynucleotide in which at least one of the bases at the position shown in) is the corresponding base or base sequence shown in the lower row.
(d) 配列番号:4の塩基配列の、全部、または下記(46)〜(65)に示した位置の塩基を少なくとも一つ含む連続した一部であって、かつ下記(45)〜(65)に示した位置における塩基の少なくとも一つが、対応する下段に示した塩基または塩基配列であるポリヌクレオチド。 (d) The entire base sequence of SEQ ID NO: 4, or a continuous part containing at least one base at the positions shown in (46) to (65) below, and (45) to (65) below. A polynucleotide in which at least one of the bases at the position shown in) is the corresponding base or base sequence shown in the lower row.
(e) 配列番号:5の塩基配列の、全部、または下記(66)〜(115)に示した位置の塩基を少なくとも一つ含む連続した一部であって、かつ下記(66)〜(115)に示した位置における塩基の少なくとも一つが、対応する下段に示した塩基または塩基配列であるポリヌクレオチド。 (e) The entire base sequence of SEQ ID NO: 5, or a continuous part containing at least one base at the positions shown in (66) to (115) below, and (66) to (115) below. A polynucleotide in which at least one of the bases at the position shown in) is the corresponding base or base sequence shown in the lower row.
上記多型マーカーを含むポリヌクレオチドの長さは特に制限されないが、例えば4000塩基長以下であり、3000塩基長以下、2000塩基長以下、1000塩基長以下、500塩基長以下、300 塩基長以下、100 塩基長以下、50 塩基長以下、30または20 塩基長以下であってもよい。 The length of the polynucleotide containing the above polymorphic marker is not particularly limited, but is, for example, 4000 bases or less, 3000 bases or less, 2000 bases or less, 1000 bases or less, 500 bases or less, 300 bases or less, It may be 100 bases or less, 50 bases or less, 30 or 20 bases or less.
本発明はまた、高免疫能ブタを判別する方法に用いるための識別もしくは判別用試薬を提供する。試薬の好ましい態様としては、以下の(a)または(b)のいずれかの物質を有効成分とする、高免疫能ブタ判別用検査薬が挙げられる。
(a)配列番号:5〜10のいずれかに記載の塩基配列もしくはその相補鎖にストリンジェント条件下でハイブリダイズするオリゴヌクレオチドであって、該塩基配列中に存在する前述の(1)〜(115)のいずれかの多型部位を含む領域を増幅するためのPCRプライマー用オリゴヌクレオチド。
(b)配列番号:5〜10のいずれかに記載の塩基配列またはその相補鎖にストリンジェント条件下でハイブリダイズするオリゴヌクレオチドであって、該塩基配列中に存在する前述の(1)〜(115)のいずれかの多型部位を含むDNA領域とハイブリダイズすることを特徴とするプローブ用オリゴヌクレオチド。
The present invention also provides a distinguishing or discriminating reagent for use in a method for discriminating highly immunocompromised pigs. A preferred embodiment of the reagent is a test agent for discriminating highly immunocompromised pigs, which comprises any of the following substances (a) or (b) as an active ingredient.
(A) An oligonucleotide that hybridizes to the base sequence set forth in any of SEQ ID NOs: 5 to 10 or its complementary strand under stringent conditions, and is present in the base sequence described above (1) to (1) to ( An oligonucleotide for a PCR primer for amplifying a region containing any of the polymorphic sites of 115).
(B) An oligonucleotide that hybridizes to the base sequence set forth in any of SEQ ID NOs: 5 to 10 or its complementary strand under stringent conditions, and is present in the base sequence described above (1) to (1) to ( An oligonucleotide for a probe, which hybridizes with a DNA region containing any of the polymorphic sites of 115).
ここで「ハイブリダイズする」とは、通常のハイブリダイゼーション条件下、好ましくはストリンジェントなハイブリダイゼーション条件下(例えば、サムブルックら, Molecular Cloning,Cold Spring Harbour Laboratory Press,New York,USA,第2版 1989に記載の条件)において、目的以外のDNAとクロスハイブリダイゼーションを有意に生じないことを意味する。特異的なハイブリダイズが可能であれば、該ポリヌクレオチドは、検出する上記塩基配列に対し完全に相補的である必要はない。 As used herein, "hybridizing" refers to normal hybridization conditions, preferably stringent hybridization conditions (eg, Sambrook et al., Molecular Cloning, Cold Spring Harbor Laboratory Press, New York, USA, 2nd Edition). Under the conditions described in 1989), it means that cross-hybridization with DNA other than the intended one does not occur significantly. If specific hybridization is possible, the polynucleotide need not be completely complementary to the nucleotide sequence to be detected.
ハイブリダイゼーションの条件は、当業者であれば適宜選択することができる。ハイブリダイゼーションの条件としては、例えば、低ストリンジェントな条件が挙げられる。低ストリンジェントな条件とは、ハイブリダイゼーション後の洗浄において、例えば42℃、0.1×SSC、0.1%SDSの条件であり、好ましくは50℃、0.1×SSC、0.1%SDSの条件である。より好ましいハイブリダイゼーションの条件としては、高ストリンジェントな条件が挙げられる。高ストリンジェントな条件とは、例えば65℃、5×SSCおよび0.1%SDSの条件である。これらの条件において、温度を上げる程に高い相同性を有するDNAが効率的に得られることが期待できる。但し、ハイブリダイゼーションのストリンジェンシーに影響する要素としては温度や塩濃度など複数の要素が考えられ、当業者であればこれら要素を適宜選択することで同様のストリンジェンシーを実現することが可能である。 Hybridization conditions can be appropriately selected by those skilled in the art. Examples of hybridization conditions include low stringent conditions. The low stringent condition is, for example, 42 ° C., 0.1 × SSC, 0.1% SDS, preferably 50 ° C., 0.1 × SSC, 0.1% SDS in the washing after hybridization. More preferable hybridization conditions include high stringent conditions. High stringent conditions are, for example, 65 ° C., 5 × SSC and 0.1% SDS. Under these conditions, it can be expected that DNA having higher homology is efficiently obtained as the temperature is raised. However, a plurality of factors such as temperature and salt concentration can be considered as factors that affect the stringency of hybridization, and those skilled in the art can realize the same stringency by appropriately selecting these factors. ..
このようなポリヌクレオチドは、本発明の判別方法におけるプローブやプライマーとして利用することができる。ポリヌクレオチドをプライマーとして用いる場合、その長さは、通常15 塩基長〜100 塩基長であり、好ましくは17 塩基長〜30 塩基長である。プライマーは、本発明の多型マーカーを含むDNAを増幅しうるものであれば、特に制限されない。またポリヌクレオチドをプローブとして使用する場合、プローブは、本発明の多型マーカーを含むDNA領域に特異的にハイブリダイズするものであれば、特に制限されない。プローブは、合成ポリヌクレオチドであってもよく、通常少なくとも15 塩基長以上を有する。プライマーおよびプローブは、従来のプライマーの設計方法やプローブの設計方法を参考に、適宜設計できる。プライマーの設計方法のためには、ソフトウェアが市販されており、本発明のためにも使用できる。 Such a polynucleotide can be used as a probe or a primer in the discrimination method of the present invention. When a polynucleotide is used as a primer, its length is usually 15 to 100 bases, preferably 17 to 30 bases. The primer is not particularly limited as long as it can amplify the DNA containing the polymorphism marker of the present invention. When a polynucleotide is used as a probe, the probe is not particularly limited as long as it specifically hybridizes to the DNA region containing the polymorphism marker of the present invention. The probe may be a synthetic polynucleotide and usually has a length of at least 15 bases or more. The primer and probe can be appropriately designed with reference to the conventional primer design method and probe design method. Software is commercially available for methods of designing primers and can also be used for the present invention.
プライマーまたはプローブとして用いるポリヌクレオチドは、例えば市販のポリヌクレオチド合成機により作製することができる。プローブは、制限酵素処理等によって取得される二本鎖DNA断片として作製することもできる。 The polynucleotide used as a primer or probe can be produced, for example, by a commercially available polynucleotide synthesizer. The probe can also be prepared as a double-stranded DNA fragment obtained by restriction enzyme treatment or the like.
本発明のポリヌクレオチドをプローブとして用いる場合は、適宜標識して用いることが好ましい。標識する方法としては、T4ポリヌクレオチドキナーゼを用いて、ポリヌクレオチドの5'端を32Pでリン酸化することにより標識する方法、およびクレノウ酵素等のDNAポリメラーゼを用い、ランダムヘキサマーポリヌクレオチド等をプライマーとして32P等のアイソトープ、蛍光色素、またはビオチン等によって標識された基質塩基を取り込ませる方法(ランダムプライム法等)を例示することができる。 When the polynucleotide of the present invention is used as a probe, it is preferably used by appropriately labeling it. As a labeling method, a method of labeling by phosphorylating the 5'end of the polynucleotide with 32 P using T4 polynucleotide kinase, and a method of labeling a random hexamer polynucleotide or the like using a DNA polymerase such as Klenow enzyme are used. Examples of a method (random prime method, etc.) of incorporating an isotope such as 32 P, a fluorescent dye, or a substrate base labeled with biotin or the like as a primer can be exemplified.
上記の識別もしくは判別用試薬(本発明の検査薬)においては、有効成分であるポリヌクレオチド以外に、例えば、滅菌水、生理食塩水、植物油、界面活性剤、脂質、溶解補助剤、緩衝剤、タンパク質安定剤(BSAやゼラチンなど)、保存剤等が必要に応じて混合されていてもよい。 In the above-mentioned identification or discrimination reagent (test agent of the present invention), in addition to the polynucleotide which is an active ingredient, for example, sterile water, physiological saline, vegetable oil, surfactant, lipid, solubilizer, buffer, etc. A protein stabilizer (BSA, gelatin, etc.), a preservative, etc. may be mixed as required.
また、本発明の試薬を少なくとも含有する高免疫能ブタ判別用キットもまた、本発明に含まれる。該キットには、上記(a)または(b)のいずれかに記載の物質の他に、例えば、本発明の方法に用いるための各種試薬類、反応液、対照標品、反応容器、操作器具等を含めることができる。 A kit for discriminating highly immunocompetent pigs containing at least the reagent of the present invention is also included in the present invention. In addition to the substance described in either (a) or (b) above, the kit includes, for example, various reagents, reaction solutions, control preparations, reaction vessels, and operating instruments for use in the method of the present invention. Etc. can be included.
[育種方法]
以上のように、本発明により、高免疫能ブタの判別方法が提供される。したがって、本発明により、目的の形質(高免疫能または抗病性)を有するブタを予測することが幼少期の段階で可能となるため、効率的に所望の形質を有するブタ集団または系統を造成するのに役立つ。よって本発明は、本発明の判別方法により、高免疫能ブタを選抜することを含む、抗病性の高いブタの育種方法を提供する。
[Breeding method]
As described above, the present invention provides a method for discriminating highly immunocompromised pigs. Therefore, according to the present invention, it is possible to predict a pig having a desired trait (high immunity or anti-disease) at an early stage, and thus efficiently create a pig population or lineage having the desired trait. Helps to do. Therefore, the present invention provides a method for breeding highly resistant pigs, which comprises selecting highly immunocompetent pigs by the discrimination method of the present invention.
所定の形質のブタを選択し、育成、または繁殖するブタの育種方法として、例えば、ある系統に、本発明により選抜された高免疫能ブタまたはその後代を、ある好ましい形質(例えば産肉能力が高いこと、強健性であること、繁殖能力が高いこと、等)を有するブタとの交配に用いることにより、ある形質を有し、かつ抗病性を有するブタの系統が造成可能である。よって本発明は、本発明の判別方法により、高免疫能ブタを選抜し、選抜したブタまたはその後代を交配に用いることを含む、抗病性の高いブタの育種方法、並びに本発明の判別方法により、高免疫能ブタを選抜し、選抜したブタまたはその後代を交配に用いることを含む、抗病性の高いブタの生産方法を提供する。なお、本発明の判別方法により、高免疫能ブタを選抜し、選抜したブタを交配に用いることを含む、抗病性の高いブタの生産方法により生産されたブタを繁殖させ、後代を得ることもまた、後代について本発明の判別方法により高免疫能ブタを選抜する/しないに関わらず、本発明により提供される多型マーカーと関連した抗病性の高い後代が得られる限り、本発明の生産方法の範疇に含まれる。 As a breeding method for pigs in which pigs having a predetermined trait are selected and raised or bred, for example, a highly immunized pig or a progeny selected by the present invention is applied to a certain strain to a certain preferred trait (for example, meat-producing ability). By using it for mating with pigs having high, robustness, high fertility, etc.), it is possible to create a strain of pigs having a certain trait and having anti-disease properties. Therefore, the present invention comprises a method for raising highly resistant pigs, which comprises selecting highly immunocompetent pigs by the discrimination method of the present invention and using the selected pigs or their progeny for mating, and a method for discriminating the present invention. To provide a method for producing highly resistant pigs, which comprises selecting highly immune pigs and using the selected pigs or their progeny for mating. It should be noted that, according to the discrimination method of the present invention, highly immunocompetent pigs are selected, and pigs produced by a method for producing pigs with high disease resistance, including using the selected pigs for mating, are propagated to obtain a progeny. Also, regardless of whether or not highly immunocompetent pigs are selected for the progeny by the discrimination method of the present invention, as long as a progeny with high disease resistance associated with the polymorphic marker provided by the present invention can be obtained, the present invention Included in the category of production methods.
[多型効果の検証、その他]
本願によって開示される多型が目的の効果を有するものであることは、種々の方法により検証できる。例えば、多型を導入した発現ベクターを作成し、ブタ由来培養細胞、またはHEK293細胞等に遺伝子を導入後、レポーターアッセイにより、リガンド、例えば、リポ多糖(Lipid A、TLR4のリガンド)およびpolyinosinic-polycytidylic acid(poly(I:C)、TLR3やRIG-I/MDA-5といったRNAセンサー分子のリガンド)等を用いた病原体刺激に対する応答性の変化を解析することにより、検証できる。また、高免疫能ブタ集団および基礎集団以外の集団を用いた、免疫能や疾病関連形質(例えば、肺炎罹患率等)と多型との関連を調査することにより、検証することができる。このような検証手段は当業者にはよく知られており、当業者であれば、適宜実験を計画し、実施することができる。
[Verification of polymorphic effects, etc.]
It can be verified by various methods that the polymorphism disclosed by the present application has the desired effect. For example, an expression vector into which a polymorphism has been introduced is prepared, and the gene is introduced into porcine-derived cultured cells, HEK293 cells, or the like, and then a reporter assay is performed to obtain a ligand such as lipopolysaccharide (Lipid A, TLR4 ligand) and polyinosinic-polycytidylic. This can be verified by analyzing changes in responsiveness to pathogen stimuli using acid (poly (I: C), ligands of RNA sensor molecules such as TLR3 and RIG-I / MDA-5). It can also be verified by investigating the association between immunocompetence and disease-related traits (eg, pneumonia prevalence, etc.) and polymorphisms using populations other than the hyperimmune pig population and the basal population. Such verification means are well known to those skilled in the art, and those skilled in the art can appropriately plan and carry out experiments.
従来、ブタの抗病性に関しては、その形質測定が困難であることから、遺伝的改良の試みはほとんど行われてこなかった。本発明者らにより、間接的免疫形質が抗病性改良のための選抜指標となる可能性と、免疫系遺伝子に関連する多型が感染症に対する感受性/抵抗性のマーカーとなる可能性とが見出された。その上でなされた本発明は、高免疫能ブタを判別するための多型マーカーとその利用を提供するものであり、抗病性育種の実現に役立つと考えられる。 Conventionally, since it is difficult to measure the traits of porcine anti-disease, few attempts have been made to improve heredity. According to the present inventors, indirect immune traits may be a selection index for improving anti-disease, and polymorphisms related to immune system genes may be markers of susceptibility / resistance to infectious diseases. Found. The present invention made on the basis of the present invention provides a polymorphism marker for discriminating highly immunocompetent pigs and its use, and is considered to be useful for the realization of anti-disease breeding.
また本発明は、本発明により提供される新規なポリヌクレオチドを有する高免疫能を有するブタまたは抗病性の高いブタを提供する。さらに本発明は、本発明により得られた高免疫能を有するブタまたは抗病性の高いブタから得られる、肉および肉の加工品(例えば、ハム、ソーセージ、ベーコン、焼豚等)を提供する。 The present invention also provides highly immunocompetent or highly resistant pigs with the novel polynucleotides provided by the present invention. Furthermore, the present invention provides meat and processed meat products (eg, ham, sausage, bacon, roasted pork, etc.) obtained from the highly immunocompromised or highly resistant pigs obtained by the present invention.
以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に制限されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.
[高免疫能ブタ集団での遺伝子発現変化の解析] [Analysis of changes in gene expression in a highly immune pig population]
(腎臓からのマクロファージ単離)
高免疫能ブタ集団およびその基礎集団に属する、同じ性別のそれぞれ4頭ずつの実験ブタから腎臓を採材した。マクロファージの単離は、混合培養系による繰り返しの細胞回収が可能な方法により行った(非特許文献6)。具体的には、人組織をコラゲナーゼ処理により糸球体/尿細管の単位にまで分散させた後、培養フラスコに播種すると、2〜3週間後に
フィーダーである人実質細胞の上層にマクロファージが増殖してくるので、これを回収して実験に供した。拐取後のフラスコに培地を追加して培養することにより、繰り返しマクロファージの増殖・回収が可能であり、実験に必要な細胞数を確保した。
(Isolation of macrophages from kidney)
Kidneys were collected from four experimental pigs of the same sex belonging to the highly immune pig population and its basal population. Macrophages were isolated by a method capable of repeated cell recovery using a mixed culture system (Non-Patent Document 6). Specifically, when human tissue is dispersed into glomerular / tubular units by collagenase treatment and then seeded in a culture flask, macrophages proliferate in the upper layer of human parenchymal cells, which are feeders, after 2 to 3 weeks. Since it came, I collected it and used it for the experiment. By adding the medium to the flask after kidnapping and culturing, macrophages could be repeatedly proliferated and recovered, and the number of cells required for the experiment was secured.
(免疫系分子の発現解析)
全8頭の実験ブタに由来するマクロファージに対して、0(非刺激)、1、および4時間刺激の3点の時系列で解析を行った。刺激は、細菌感染およびウイルス感染を想定して、リポ多糖(Lipid A、TLR4のリガンド)およびpolyinosinic-polycytidylic acid(poly(I:C)、TLR3やRIG-I/MDA-5といったRNAセンサー分子のリガンド)により行った。4時間刺激後の細胞からトータルRNAを抽出し、マイクロアレイによるmRNAの網羅的発現解析を行った。
(Expression analysis of immune system molecules)
Macrophages derived from all eight experimental pigs were analyzed in a three-point time series of 0 (unstimulated), 1 and 4-hour stimulation. Stimulation of RNA sensor molecules such as lipopolysaccharide (Lipid A, TLR4 ligand) and polyinosinic-polycytidylic acid (poly (I: C), TLR3 and RIG-I / MDA-5), assuming bacterial and viral infections. It was done by ligand). Total RNA was extracted from cells after stimulation for 4 hours, and comprehensive expression analysis of mRNA was performed by microarray.
発現変化についてのデータセットについて、Gene Ontology解析を行い、免疫応答に関連すると想定される遺伝子([GO:0002376] immune system process、[GO:0001071] Nucleic acid binding transcription factory activity、[GO:0006914] autophagy、[GO:0061630] ubiquitin protein ligase activity)を抽出した。高免疫ブタ集団と基礎集団と間で3倍以上の差が検出された遺伝子を、図1Aおよび図1Bに示した。 Gene Ontology analysis was performed on the dataset for expression changes, and genes assumed to be related to the immune response ([GO: 0002376] immune system process, [GO: 0001071] Nucleic acid binding transcription factory activity, [GO: 0006914] autophagy, [GO: 0061630] ubiquitin protein ligase activity) was extracted. The genes in which a difference of 3 times or more was detected between the highly immunized pig population and the basal population are shown in FIGS. 1A and 1B.
高免疫ブタ集団において、基礎集団と比較して発現が3倍以上上昇していた遺伝子は、Lipid A刺激で42個、poly(I:C)刺激で27個であった。これらのうち25個の遺伝子が重複して検出され、刺激による差は大きくないことが示唆された。検出された遺伝子のうち情報の乏しいFOXS1遺伝子とPLSCR1遺伝子を除く42個の遺伝子について、プロモーター多型の検出を行った。 In the highly immunized pig population, the expression was increased by more than 3 times compared with the basal population in 42 genes with Lipid A stimulation and 27 genes with poly (I: C) stimulation. Twenty-five of these genes were detected in duplicate, suggesting that the difference due to stimulation is not large. Promoter polymorphisms were detected in 42 of the detected genes, excluding the FOXS1 gene and PLSCR1 gene, for which information is scarce.
[発現差のある免疫系分子のプロモーター多型の検出]
(多型の検出)
各集団から10頭ずつについて、プロモーター領域5kbの多型検索を行った。国際ブタゲノムシーケンシングコンソーシアムにより解読されたブタゲノム塩基配列(Sscrofa10.2)(非特許文献7)を利用して、転写開始点から約5kb上流までを抽出し、シークエンス用のプライマーを合成した。
[Detection of promoter polymorphisms of immune system molecules with different expression]
(Polymorphism detection)
A polymorphism search of the promoter region of 5 kb was performed on 10 animals from each population. Using the porcine genome nucleotide sequence (Sscrofa10.2) (Non-Patent Document 7) decoded by the International Pig Genome Sequencing Consortium, about 5 kb upstream from the transcription start site was extracted, and primers for sequencing were synthesized.
その結果、42個の遺伝子のプロモーター領域200.48kbにおいて合計1654個のSNPと577個のInsertion/Deletion(挿入/欠失)が検出された。これらのうち、TRIM21、STAT3、 TMEM150C、RNASEL、SAMHD1において、それぞれ50、30、20、9、6個が集団間で分布パターンが有意に異なる多型として同定され た。高免疫ブタ集団と基礎集団との間で分布の偏りが見られたプロモーター多型に関し、下表にまとめた。All行は、検出された全ての多型の数、Complete genotype行は、そのうち20頭全てでデータが取得できた多型の数、P<0.01とP<0.001の行は、そのうち集団間で有意に分布パターンが異なることが示された(カイ二乗独立性の検定)多型の数を示す。 As a result, a total of 1654 SNPs and 577 Insertions / Deletions were detected in the promoter region 200.48 kb of 42 genes. Of these, 50, 30, 20, 9, and 6 of TRIM21, STAT3, TMEM150C, RNASEL, and SAMHD1, respectively, were identified as polymorphisms with significantly different distribution patterns among populations. The table below summarizes the promoter polymorphisms whose distribution was biased between the highly immunized pig population and the basal population. All rows are the number of all polymorphisms detected, Complete genotype rows are the number of polymorphisms for which data could be obtained for all 20 animals, and rows P <0.01 and P <0.001 are significant among the populations. Shows the number of polymorphisms shown to have different distribution patterns (chi-square independence test).
(ハプロタイプの推定)
プロモーター多型で構成されるハプロタイプを推定し、下表に示した。
(Haplotype estimation)
The haplotype composed of promoter polymorphisms was estimated and shown in the table below.
[実施例で引用した文献]
非特許文献6:Kitani, H., T. Takenouchi, M. Sato, M. Yoshioka, M. Yamanaka, J. Vis Exp.51 e2757, 2011
非特許文献7:Groenen, M. A. M., A. L. Archibald, H. Uenishi, et al., Nature 491:393-398, 2012
[References cited in the examples]
Non-Patent Document 6: Kitani, H., T. Takenouchi, M. Sato, M. Yoshioka, M. Yamanaka, J. Vis Exp.51 e2757, 2011
Non-Patent Document 7: Groenen, MAM, AL Archibald, H. Uenishi, et al., Nature 491: 393-398, 2012
SEQ ID NO.: 1 RNASELの転写開始点より上流5000bpの塩基配列
SEQ ID NO.: 2 SAMHD1の転写開始点より上流5000bpの塩基配列
SEQ ID NO.: 3 STAT3の転写開始点より上流5000bpの塩基配列
SEQ ID NO.: 4 TMEM150Cの転写開始点より上流5000bpの塩基配列
SEQ ID NO.: 5 TRIM21の転写開始点より上流5000bpの塩基配列
SEQ ID NO .: 1 Nucleotide sequence of 5000 bp upstream from the transcription start site of RNASEL
SEQ ID NO .: 2 Nucleotide sequence of 5000 bp upstream from the transcription start site of SAMHD1
SEQ ID NO .: 3 Nucleotide sequence of 5000 bp upstream from the transcription start point of STAT3
SEQ ID NO .: 4 Nucleotide sequence of 5000 bp upstream from the transcription start site of TMEM150C
SEQ ID NO .: 5 Nucleotide sequence of 5000 bp upstream from the transcription start site of TRIM21
Claims (7)
対象となるブタのゲノムが、下記(A)〜(F)の少なくとも一つを満たす場合に、高免疫ブタであると判別する、方法。
(A) 前記(1)〜(9)に示した染色体上の位置における塩基が、各々対応する下段に示した塩基である。
(B) 前記(10)〜(15)に示した染色体上の位置における塩基が、各々対応する下段に示した塩基である。
(C) 前記(16)〜(45)に示した染色体上の位置における塩基が、各々対応する下段に示した塩基である。
(D) 前記(46)〜(65)に示した染色体上の位置における塩基が、各々対応する下段に示した塩基である。
(E) 前記(66)〜(115)に示した染色体上の位置における塩基が、各々対応する下段に示した塩基である。 The method according to claim 1.
A method for determining a highly immune pig when the genome of the target pig satisfies at least one of the following (A) to (F).
(A) The bases at the positions on the chromosomes shown in (1) to (9) above are the corresponding bases in the lower row.
(B) The bases at the positions on the chromosomes shown in (10) to (15) above are the corresponding bases in the lower row.
(C) The bases at the positions on the chromosomes shown in (16) to (45) above are the corresponding bases in the lower row.
(D) The bases at the positions on the chromosomes shown in (46) to (65) above are the corresponding bases in the lower row.
(E) The bases at the positions on the chromosomes shown in (66) to (115) above are the corresponding bases in the lower row.
(a) 配列番号:1の塩基配列の、全部、または下記(1)〜(9)に示した位置の塩基を少なくとも一つ含む連続した一部であって、かつ下記(1)〜(9)に示した位置における塩基の少なくとも一つが、対応する下段に示した塩基または塩基配列であり、かつ500塩基長以下であるポリヌクレオチド。
(a) The entire base sequence of SEQ ID NO: 1 or a continuous part containing at least one base at the positions shown in (1) to (9) below, and (1) to (9) below. ), At least one of the bases is the corresponding base or base sequence shown in the lower row, and the polynucleotide has a length of 500 bases or less.
請求項1の(1)〜(115)に示した染色体上の位置における対応する下段に示した塩基または塩基配列のいずれかを含む領域を増幅するためのPCRプライマー、または
該塩基または塩基配列のいずれかを含む領域とハイブリダイズするプローブ。 It is possible to hybridize to a part of the base sequence according to any one of SEQ ID NOs: 1 to 5 under stringent conditions and 15 bases for use in the discrimination method according to claim 1 or 2. having the above lengths, a probe or primer,
A PCR primer for amplifying a region containing either the base or the base sequence shown in the corresponding lower row at the position on the chromosome shown in claims 1 (1) to (115), or
A probe that hybridizes to a region containing either the base or the base sequence .
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