Detekce mutace genu MDR1 u ovčáckých psů metodou loop-mediated isothermal amplification a restrikční analýzou

Bc. Nikola VYHLÍDALOVÁ

Master's thesis

Detection MDR1 mutation in shepherd dog breeds by loop mediated isothermal amplification and restriction analysis

Abstract:

Mnohočetná léková rezistence způsobená mutací genu MDR1 je častou geneticky podmíněnou chorobou u ovčáckých psů. Nejvíce jsou touto mutací postiženi zástupci plemene kolie. Popisovaná mutace je způsobena delecí čtyř nukleotidů, které vedou k posunu čtecího rámce a předčasnému ukončení syntézy P-glykoproteinu, což je transportní protein některých léčiv. Vzniklý nefunkční P-glykoprotein není schopný odbourat léčiva z mozku, což vede k neurotoxickým problémům postižených psů. V literárním přehledu je popsána struktura a funkce P-glykoproteinu, a porucha jeho funkce způsobená mutací kódujícího genu MDR1. Také jsou zde popsána nejčastěji postižená plemena a problémová léčiva pro psy s popisovanou mutací. Součástí literárního přehledu je i popis a princip metod použitých k detekci popisované mutace. Cílem diplomové práce byla optimalizace a screening vzorků DNA ovčáckých psů na přítomnost mutace v genu MDR1 metodami LAMP a PCR-RFLP a jejich vzájemné srovnání. V praktické části jsou zpracovány vlastní výsledky práce. Vyšetřovaný soubor tvořilo 140 vzorků DNA ovčáckých psů. Výsledky potvrdili největší výskyt recesivních homozygotů u plemene krátkosrsté kolie (25 %), u které byl také zjištěn největší počet heterozygotních jedinců (50 %). Překvapivý byl počet zdravých přenašečů u plemene německý ovčák, který dosáhl 49 %. Z testovaného souboru bylo celkem 49 % vzorků dominantně homozygotních. Největší množství zdravých jedinců bylo zjištěno u plemene border kolie (65 %).

Abstract:

Multiple drug resistance is caused by MDR1 gene mutation. It is a common genetic disease of Shepherd Dogs from which Collie breed is the most affected. Described mutation is caused by deletion of four nucleotides, which leads to a frameshift and premature termination of synthesis of the P-glycoprotein, one of the important transport proteins of some drugs. Synthesized non-functional P-glycoprotein is unable to eliminate drugs from the brain, which leads to a neurotoxic problems in affected dogs. The theoretical part describes structure and function of P-glycoprotein and its inhibition caused by MDR1 coding gene mutation. The most commonly affected breeds are subjected to analysis as well as the problem of drugs for dogs with this mutation. Review also includes a description and principle of methods used for detecting mutation of MDR1 gene. The aim of this thesis was to optimize and screen DNA samples of Shepherd Dogs for the MDR1 gene mutation by LAMP and PCR-RFLP as well as by mutual comparison of both methods. The empirical part presents the results of the study. The studied population consisted about 140 samples of Shepherd Dogs DNA. Our results confirmed the highest incidence of recessive homozygotes in the tested population of Smooth Collie (25 %). Moreover, the number of heterozygous was also the highest in this breed (50 %). However, the number of heterozygous dogs in the tested population of German Shepherd was surprisingly comparable with population of Smooth Collie, because it reached 49 %. Equal number of the German Shepherd was dominantly homozygous. Whereas, the highest number of healthy dogs was found in the tested population of Border Collie breed (65 %).

Keywords

MDR1 gen, P-glykoprotein, ovčácký pes, LAMP, PCR-RFLP

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 30. 6. 2020

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Dagmar Stehlíková, Ph.D.

UNIVERSITY OF SOUTH BOHEMIA IN ČESKÉ BUDĚJOVICE

Faculty of Agriculture

Master programme / field:
Agriculture Engineering / Agricultural Biotechnology