Genetický profil

Genetický profil, někdy označovaný jako DNA profil, je soubor genetických markerů, které umožňují jednoznačnou identifikaci jedince. Genetický marker je specifická část genetického kódu DNA, která se liší mezi jednotlivci. Genetický profil je neměnný po celý život a nelze ho zfalšovat či zničit. Využívá se k identifikaci jedince, ověřování rodičovství a příbuzenských vztahů nebo k optimalizaci chovu.

.

Možnosti využití genetického profilu

Stanovení genetického profilu slouží jako spolehlivá celoživotní identifikace v mnoha
případech:

• Při ztrátě či krádeži psa — Umožní prokázání identity jedince v případě nalezení ztraceného nebo ukradeného psa.
• V případě nefunkčnosti mikročipu — V případě, že mikročip, který pes nese, přestane fungovat, lze prokázat identitu psa a provést nové čipování.
• Při inseminaci — Slouží k identifikaci spermatu.

Využívá se k ověřování rodičovství:

• Pro běžné kontroly rodokmenů nebo při pochybnostech o rodičovství – Slouží ke spolehlivému ověření otcovství nebo mateřství po úmyslném krytí nebo náhodném překrytí či po inseminaci.
• Double matingu/dvojité krytí – U některých plemen psů je možné požádat o schválení double matingu, v takovém případě je nezbytné, aby matka, všechna štěňata a oba otcové měli stanovené DNA profily a u štěňat bylo zjištěno otcovství.
• V případě ověření „clear po rodičích“ – Jsou-li oba rodiče testováni na recesivní genetickou vadu sledovanou u konkrétního plemene s negativním výsledkem, tedy jsou oba zdraví, lze při prokázání rodičovství genetickým profilem označit jejich potomka jako „clear po rodičích“. Doporučuje se využívat jen ob generaci.
• Není-li možné ověřit rodiče, lze ověřit jiné rodinné vztahy – Sourozenectví, vnuk/děd, synovec/strýc… čím více příbuzných jedinců se do testu zahrne, tím přesnější výsledek se získá (tím přesnější pravděpodobnost příbuznosti)

V chovatelství slouží jako nástroj pro:

• Výběr optimálního chovného páru — Srovnáním genetických profilů lze vybrat nejvhodnější kombinace jedinců pro zachování genetické rozmanitosti v rámci plemene. Je žádoucí, aby chovný pár byl maximálně heterozygotní (rozdílný) v porovnávaných znacích.
• Populační studie — sledování diverzity, heterozygozity, inbreedingu

.

Odběr vzorku

V případě testování genetického profilu preferujeme vzorky krve. Odběr provede veterinář a současně potvrdí totožnost jedince přečtením mikročipu. Analýza je velice citlivá na kvalitu DNA. Vzorek stěru bukální sliznice lze použít, musí být však velmi dobře odebraný a uložený v prodyšném obalu, aby dobře oschl.

.

Metodika stanovení

Laboratoř Genomia používá mezinárodně uznávaný a FCI doporučovaný standard ISAG (International Society for Animal Genetics). V testech kvality ISAG opakovaně dosahuje nejvyššího stupně kvality. Stanovení DNA profilu je akreditováno Českým institutem pro akreditaci dle ISO 17025, Genomia má tak nejvyšší možnou způsobilost ke stanovování DNA profilů psů.

Ke stanovení genetického profilu existují dva hlavní technologické přístupy: STR a SNP. Tyto přístupy nejsou vzájemně kompatibilní a nelze je porovnávat.

.

SNP genetický profil (ISAG2020)

SNP (Single Nucleotide Polymorphisms) genetický profil se zaměřuje na analýzu bodových polymorfismů, tedy změn v sekvenci DNA na úrovni jednotlivých nukleotidů. Tyto změny jsou velmi stabilní a dědí se podle Mendelových zákonů, což zajišťuje vysokou spolehlivost a přesnější a robustnější genetickou identifikaci. SNP profily lze dobře využívat pro populační studie, protože obsahují velké množství markerů rovnoměrně rozložených napříč všemi chromozomy. Je tak zajištěno kompletní pokrytí a reprezentativní zastoupení pro posouzení heterozygotnosti a diverzity. SNP profilování využívá moderní sekvenační technologie pro masivně patralelní sekvenování, což  vyšuje spolehlivost a efektivitu testování.

Analýza SNP probíhá v několika krocích:

• Izolace DNA — Důraz je kladen na vysokou kvalitu vzorku – nejvhodnějším materiálem je krev.
• Masivně paralelní sekvenování (MPS) — K analýze SNP se využívá moderní metoda masivně paralelního sekvenování, nebo také sekvenování nové generace (NGS), která umožňuje simultánní přečtení stovek až tisíců genetických variant.
• Identifikace SNP markerů — Každý SNP marker představuje konkrétní pozici v DNA, kde dochází k jednonukleotidové variabilitě. Panel 1 a 2 ISAG2020 standardizuje analýzu 231 SNP markerů, což umožňuje mezinárodní porovnávání výsledků. Genomia reportuje minimálně 218 markerů.
• Bioinformatická analýza — Po sekvenování jsou data zpracována bioinformatickým softwarem, který určuje genotyp jedince na základě přítomnosti konkrétních SNP variant. Každý SNP marker nese ve výsledku „dvě písmena“ (dvě nukleotidové báze), z nichž každou zdědil jedinec od jiného rodiče.

Shrnutí výhod SNP profilování:

• Vyšší přesnost – sledování většího množství markerů rovnoměrně rozmístěných v rámci všech chromosomů umožňuje přesnější identifikaci jedince a příbuzenských vztahů.
• Vyšší stabilita markerů – jedna mutace nastane v průměru na každých 100 milionů bází na jednu generaci (pro srovnání u STR markeru je vyskytne mutace v průměru na každých 1 000–10 000 přenosů daného markeru)
• Vyšší výkonnost technologické metody — analýza stovek vzorků v jednom čase
• Vhodnější pro populační studie — sledování inbreedingu, genetické diverzity, homozygotnosti/heterozygotnosti. Genomia u každého SNP profilu reportuje hodnotu heterozygotnosti.

Nevýhodou je pak delší doba zpracování vzorku a vyšší náklady na analýzu a potřebné technologie (výkonné počítače, specializovaný software na vyhodnocení výsledků, velká úložiště dat, validace sekvenátoru MPS). Na druhou stanu, díky velké výkonnosti technologie cena analýzy klesá s počtem testovaných vzorků.

STR genetický profil (ISAG2006)

STR (Short Tandem Repeats) genetický profil je založen na analýze mikrosatelitních markerů – krátkých opakujících se sekvencí DNA o velikosti dvou až sedmi párů bází. Počet těchto opakování je individuální a dědí se od rodičů, což z STR profilů činí výborný nástroj pro ověřování rodičovství a genetickou identifikaci.

Proces analýzy STR zahrnuje několik hlavních kroků:

• Izolace DNA — Ze vzorku se extrahuje DNA, která slouží jako výchozí materiál pro analýzu.
• Amplifikace pomocí polymerázové řetězové reakce (PCR) — Specifické úseky DNA obsahující STR markery se množí pomocí PCR. Každý STR marker je cíleně amplifikován pomocí primerů – krátkých sekvencí DNA, přičemž jeden z primerů je na 5’ konci označen fluorescenčním barvivem, což umožňuje detekci produktu.
• Separace fragmentů elektroforézou — Namnožené DNA fragmenty se vloží do kapilárního elektroforetického přístroje, kde jsou odděleny podle délky v elektrickém poli. Každá alela STR markeru odpovídá určité délce fragmentu, která závisí na počtu opakování sekvenčního motivu.
• Detekce a analýza dat — Fluorescenčně označené fragmenty DNA jsou detekovány laserovým skenerem. Výsledkem je elektroforetický záznam, který ukazuje délku každého STR markeru.
• Interpretace výsledků — Výsledkem je jedinečná kombinace markerů, která jedince identifikuje. V každém markeru zdědí jedinec jednu hodnotu od otce a jednu od matky. Porovnáním STR profilů lze ověřit totožnost jedince nebo potvrdit příbuzenské vztahy s více než 99,99% spolehlivostí.
• Seznam markerů zahrnutých v panelu ISAG2006: AHTk211, CXX279, REN169O18, INU055, REN54P11, INRA21, AHT137, REN169D01, AHTh260, AHTk253, INU005, INU030, Amelogenin, FH2848, AHT121, REN162C04, AHTh171, REN247M23, AHTH130, REN105L03, REN64E19. Genomia reportuje minimálně 19 markerů.