Генетический профиль

Генетический профиль, иногда называемый профилем ДНК, - это набор генетических маркеров, которые позволяют однозначно идентифицировать особь. Генетический маркер - это определенная часть генетического кода ДНК, которая различается у разных особей. Генетический профиль неизменен на протяжении всей жизни, его нельзя подделать или уничтожить. Он используется для идентификации особи, проверки родства и отношений между родителями или для оптимизации селекции.

Возможные варианты использования генетического профиля

Генетическое профилирование во многих случаях служит надежной пожизненной идентификацией:

• В случае потери или кражи собаки - Позволяет установить особь в случае, если потерянная или украденная собака будет найдена.
• В случае неисправности микрочипа - Если микрочип, который носит собака, перестает работать, особь собаки может быть доказана, и можно провести новое чипирование.
• При осеменении - Используется для идентификации спермы.

Используется для проверки родства:

• Для обычной проверки родословной или в случае сомнений в родстве - Используется для достоверного подтверждения отцовства или материнства после преднамеренного спаривания или случайного спаривания или после осеменения.
• Двойное спаривание - Для некоторых пород собак можно запросить разрешение на двойное спаривание, в этом случае необходимо, чтобы у матери, всех щенков и обоих отцов были установлены ДНК-профили и отцовство щенков было установлено.
• В случае проверки "чистоты родителей" - Если оба родителя были протестированы на рецессивный генетический дефект, наблюдаемый в данной породе, и получили отрицательные результаты, т.е. оба здоровы, их потомство может быть обозначено как "чистое по родителям", когда родство установлено по генетическому профилю. Рекомендуется использовать только через поколение.
• Если невозможно проверить родителей, можно проверить другие родственные связи - родные братья и сестры, внук/внучка, племянник/дядя... Чем больше родственных особей включено в тест, тем более точный результат получается (тем точнее вероятность родства).

В селекции генетический профиль служит инструментом для:

• Подбора оптимальной пары для разведения - Сравнивая генетические профили, можно подобрать наиболее подходящие комбинации особей для поддержания генетического разнообразия в породе. Желательно, чтобы племенная пара была как можно более гетерозиготной (различной) по сравниваемым признакам.
• Популяционные исследования - мониторинг разнообразия, гетерозиготности, инбридинга

Отбор образцов

В случае тестирования генетического профиля мы предпочитаем брать образцы крови. Ветеринар возьмет образец крови и одновременно подтвердит личность особи, считав микрочип. Анализ очень чувствителен к качеству ДНК. Можно использовать образец буккального мазка, но он должен быть очень хорошо отобран и должен храниться в воздухопроницаемом контейнере для хорошего просыхания.

Методика определения

Лаборатория Genomia использует международный признанный и рекомендованный
FCI стандарт ISAG (International Society for Animal Genetics). Стандарт неоднократно получал высшую оценку качества в тестах ISAG. ДНК-профилирование аккредитовано Чешским институтом аккредитации в соответствии с ISO 17025, поэтому Genomia обладает высочайшей компетенцией в области ДНК-профилирования собак.

Существует два основных технологических подхода к генетическому профилированию: STR и SNP. Эти подходы несовместимы друг с другом и не могут сравниваться.

Генетический профиль SNP (ISAG2020)

Генетический профиль SNP (Single Nucleotide Polymorphisms) направлен на анализ точечных полиморфизмов, т.е. изменений в последовательности ДНК на уровне одного нуклеотида. Эти изменения очень стабильны и наследуются по законам Менделя, что обеспечивает высокую надежность и более точную и надежную генетическую идентификацию. SNP-профили хорошо использовать для популяционных исследований, поскольку они содержат большое количество маркеров, равномерно распределенных по всем хромосомам. Это обеспечивает полный охват и репрезентативное представительство для оценки гетерозиготности и разнообразия. В SNP-профилировании используются современные технологии секвенирования с массовым охватом, что повышает надежность и эффективность тестирования.

SNP-анализ проводится в несколько этапов:

• Выделение ДНК - особое внимание уделяется высокому качеству образца - кровь является наиболее подходящим материалом.
• Массивно-параллельное секвенирование (MPS) - Для анализа SNP используется современный метод массивно-параллельного секвенирования, или секвенирования следующего поколения (NGS), позволяющий одновременно считывать от сотен до тысяч генетических вариантов.
• Идентификация SNP-маркеров - Каждый SNP-маркер представляет собой определенную позицию в ДНК, где происходит изменение одного нуклеотида. Панели 1 и 2 ISAG2020 стандартизируют анализ 231 SNP-маркера, что позволяет сравнивать результаты на международном уровне. Genomia сообщает о наличии минимум 218 маркеров.
• Биоинформационный анализ - После секвенирования данные обрабатываются биоинформационным программным обеспечением, которое определяет генотип индивидуума на основании наличия определенных вариантов SNP. Каждый SNP-маркер несет в себе "две буквы" (два нуклеотидных основания), каждую из которых индивидуум унаследовал от разных родителей.
  
  

Краткое описание преимуществ SNP-профилирования:

• Более высокая точность - отслеживание множества маркеров, равномерно распределенных по всем хромосомам, позволяет более точно идентифицировать особь и родственные связи.
• Более высокая стабильность маркера - одна мутация происходит в среднем каждые 100 миллионов оснований на поколение (для сравнения, у STR-маркера мутация происходит в среднем каждые 1 000-10 000 передач этого маркера)
• Более высокая производительность технологического метода - анализ сотен образцов одновременно
• Больше подходит для популяционных исследований - мониторинг инбридинга, генетического разнообразия, гомозиготности/гетерозиготности. Genomia сообщает значение гетерозиготности для каждого SNP-профиля. 
  
  

Недостатками являются более длительное время обработки образцов и более высокие затраты на анализ и необходимые технологии (мощные компьютеры, специализированное программное обеспечение для оценки результатов, большие
хранилища данных, валидация секвенатора MPS). С другой стороны, благодаря высокой производительности технологии, стоимость анализа снижается с увеличением количества исследуемых образцов.

Генетический профиль STR (ISAG2006)

Генетическое профилирование STR (Short Tandem Repeats) основано на анализе
микросателлитных маркеров - коротких повторяющихся последовательностей ДНК
длиной от двух до семи пар оснований. Количество этих повторов индивидуально
и наследуется от родителей, что делает STR-профили отличным инструментом для
проверки родства и генетической идентификации.

Процесс STR-анализа включает в себя несколько основных этапов:

• Выделение ДНК - из образца выделяется ДНК, которая служит исходным материалом для анализа.
• Амплификация с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР) - определенные участки ДНК, содержащие STR-маркеры, амплифицируются с помощью ПЦР. Каждый STR-маркер специфически амплифицируется с помощью праймеров - коротких последовательностей ДНК, причем один из праймеров помечен флуоресцентным красителем на 5' конце, что позволяет обнаружить продукт.
• Разделение фрагментов с помощью электрофореза - амплифицированные фрагменты ДНК загружаются в капиллярное электрофоретическое устройство, где они разделяются по длине в электрическом поле. Каждому аллелю STR- маркера соответствует определенная длина фрагмента, которая зависит от количества повторов мотива последовательности.
• Обнаружение и анализ данных - Флуоресцентно меченные фрагменты ДНК обнаруживаются лазерным сканером. В результате получается электрофоретическая запись, показывающая длину каждого STR-маркера.
• Интерпретация результатов - Результат представляет собой уникальную комбинацию маркеров, которая идентифицирует особь. Для каждого маркера особь наследует одно значение от отца и одно от матери. Сравнивая профили STR, можно установить особь или подтвердить родственные связи с достоверностью более 99,99%.
• Список маркеров, включенных в панель ISAG2006, выглядит следующим образом: AHTk211, CXX279, REN169O18, INU055, REN54P11, INRA21, AHT137, REN169D01, AHTh260, AHTk253, INU005, INU030, Амелогенин, FH2848, AHT121, REN162C04, AHTh171, REN247M23, AHTh130, REN105L03, REN64E19. Genomia сообщает как минимум о 19 маркерах.