JP2006067928A - Method for genetically diagnosing mastitis resistance of cow - Google Patents

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Mayumi Sugimoto
真由美 杉本
Akira Ota
朗 太田
Yoshinori Sugimoto
喜憲 杉本
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CHIKUSAN GIJUTSU KYOKAI
Hokkaido Prefecture
National Livestock Breeding Center
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CHIKUSAN GIJUTSU KYOKAI
Hokkaido Prefecture
National Livestock Breeding Center
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a means for surely and rapidly detecting and diagnosing mastitis resistance of a cow. <P>SOLUTION: A DNA containing a mutated site of a mastitis resistance gene of the cow and an oligonucleotide primer consisting of ≥10 nucleotides for amplifying a domain containing the mutated site capable of existing in the mastitis resistance gene of the cow by a gene amplification reaction are provided. The method for genetically diagnosing the mastitis resistance of the cow comprises a process (a): obtaining a nucleic acid specimen which is an object of the diagnosis, process, (b): obtaining nucleic acid fragments in which the domain containing the mutated site capable of existing in the mastitis resistance gene of the cow is amplified by subjecting the nucleic acid specimen obtained in the process (a) under a gene amplification reaction, and process (c): examining the presence of the mutation in the nucleic acid fragments obtained by the process (b). A kit used in the diagnostic method, a genetic diagnostic reagent for diagnosing the mastitis resistance, and a probe for examining the presence of the mutation capable of existing in the mastitis resistance gene are also provided. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ウシの乳房炎抵抗性の遺伝子診断法に関し、詳しくは、ウシの乳房炎抵抗性の遺伝子を診断する方法に関する。   The present invention relates to a genetic diagnosis method for bovine mastitis resistance, and more particularly to a method for diagnosing a bovine mastitis resistance gene.

乳房炎は、ホルスタイン種等の搾乳牛に見られる感染症で、Streptococcus aureusなどの常在細菌がウシ乳頭より侵入して乳腺組織に炎症をもたらすものである。一般に、感染症に対する感受性・抵抗性は遺伝的な側面が少なくないが、乳房炎に関するDNA情報は明らかになっていないため、専ら飼養管理面から対策がとられている。   Mastitis is an infectious disease found in milking cows such as Holstein breeds, and indigenous bacteria such as Streptococcus aureus invade from bovine papilla and cause inflammation in the mammary gland tissue. In general, susceptibility and resistance to infectious diseases have many genetic aspects, but since DNA information regarding mastitis has not been clarified, measures are taken exclusively from the aspect of feeding management.

乳房炎に罹患したウシのミルクは、多数の細菌を含むため、商品とならず廃棄される。更に、いったん乳房炎に罹患した搾乳牛は、繰り返し乳房炎を発症することから、経済的な損失は大きい。我が国では、乳房炎による損害は年間600億円と算定されている。
乳房炎の診断については、非特許文献1に記載された診断法によって行われているが、抵抗性を診断する手段は知られていない。
そこで、今後の乳房炎の発生を減らすべく、乳房炎抵抗性のあるウシを簡便に、確実かつ迅速に検出(スクリーニング)し、診断するための手段の開発が望まれていた。
Milk from cattle affected by mastitis is discarded as a commodity because it contains many bacteria. In addition, milking cows once suffering from mastitis have significant economic losses because they repeatedly develop mastitis. In Japan, the annual damage caused by mastitis is estimated at 60 billion yen.
Diagnosis of mastitis is performed by the diagnostic method described in Non-Patent Document 1, but means for diagnosing resistance is not known.
Therefore, in order to reduce the occurrence of mastitis in the future, it has been desired to develop a means for detecting (screening) and diagnosing mastitis-resistant cows simply, reliably and quickly.

「牛の乳房炎:臨床と効果的な治療」有田 忠義著(チクサン出版社)“Bovine mastitis: clinical and effective treatment” by Tadayoshi Arita (Chikusan Publishing Co., Ltd.)

従って、本発明は、ウシの乳房炎抵抗性を簡便に、確実かつ迅速に検出し、診断するための手段を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a means for detecting and diagnosing bovine mastitis resistance simply, reliably and rapidly.

本発明者らは、前記目的を達成するためには、ウシの乳房炎を遺伝子工学的に診断する手法(検出方法)の確立が必要であると考えた。
そこで、研究を重ねた結果、ウシの乳房炎と密接に関連する遺伝子である乳房炎抵抗性遺伝子(FEZL遺伝子)を同定することに成功した。乳房炎抵抗性は複数の遺伝子が関わっている量的形質であり、このFEZL遺伝子はそのうちの一つである。
このFEZL遺伝子について解析を進めた結果、zinc fingerドメインを含む転写因子をコードしていることが明らかとなった。また、FEZL遺伝子の翻訳領域への3bpの挿入という変異により、該遺伝子が転写され翻訳されて精製したタンパク質FEZLの107番目にアミノ酸残基のグリシンの挿入が生じ、その結果、FEZLの転写活性が低下することから、このアミノ酸挿入変異が乳房炎抵抗性低下の原因であることを見出した。
そして、これらの知見から、FEZL遺伝子上に設定した特定のオリゴヌクレオチドプライマーを含むオリゴヌクレオチドプライマーを用いるPCR(ポリメラーゼ連鎖反応)法により、FEZL遺伝子における3bp挿入変異の有無を検出すれば、乳房炎抵抗性を、簡便に、確実かつ迅速に診断することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
In order to achieve the above object, the present inventors considered that it is necessary to establish a method (detection method) for diagnosing bovine mastitis by genetic engineering.
Therefore, as a result of repeated research, the inventors successfully identified a mastitis resistance gene (FEZL gene), which is a gene closely related to bovine mastitis. Mastitis resistance is a quantitative trait involving multiple genes, one of which is the FEZL gene.
Analysis of the FEZL gene revealed that it encodes a transcription factor containing a zinc finger domain. In addition, the mutation of 3 bp insertion into the translation region of the FEZL gene resulted in the insertion of the glycine at the 107th amino acid residue at the 107th protein of the protein FEZL purified by transcribing and translating the gene. As a result, the transcriptional activity of FEZL From the decrease, it was found that this amino acid insertion mutation causes a decrease in mastitis resistance.
From these findings, if the presence or absence of a 3 bp insertion mutation in the FEZL gene is detected by PCR (polymerase chain reaction) method using an oligonucleotide primer containing a specific oligonucleotide primer set on the FEZL gene, mastitis resistance As a result, the present inventors have found that it is possible to easily, reliably and quickly diagnose sex.

すなわち、本発明並びにその態様を以下に示す。
(1)配列表の配列番号1に示される塩基配列からなるDNA。
(2)DNAが、ゲノミックDNA配列、及びcDNA配列のいずれかであることを特徴とする請求項1記載のDNA。
(3)DNAが、合成配列、及び半合成配列のいずれかであることを特徴とする請求項1又は2記載のDNA。
That is, the present invention and its embodiments are shown below.
(1) DNA consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing.
(2) The DNA according to claim 1, wherein the DNA is any one of a genomic DNA sequence and a cDNA sequence.
(3) The DNA according to claim 1 or 2, wherein the DNA is either a synthetic sequence or a semi-synthetic sequence.

(4)以下の(a)、(b)又は(c)で表され、ウシの乳房炎抵抗性遺伝子に存在しうる変異部位を含む領域を遺伝子増幅反応により増幅するための10個以上のヌクレオチドからなることを特徴とするオリゴヌクレオチドプライマー。
(a)配列表の配列番号1に示される塩基配列又はその相補鎖の全体又はその一部からなるオリゴヌクレオチドプライマー。
(b)配列表の配列番号1に示される塩基配列又はその相補鎖と50〜60℃でハイブリッド形成し、ウシの乳房炎抵抗性遺伝子に存在しうる変異部位を含む領域を遺伝子増幅反応により増幅するのに利用できる一切の塩基配列からなるオリゴヌクレオチドプライマー。
(c)遺伝子コードの縮退のために前記配列(a)及び(b)から派生した塩基配列からなるオリゴヌクレオチドプライマー。
(5)(a)配列表の配列番号1に示される塩基配列のうちの任意の領域に相当する塩基配列を有するオリゴヌクレオチド、及び
(b)配列表の配列番号1に示された塩基配列のうちの任意の領域に対する相補塩基配列を有するオリゴヌクレオチド
からなる群から選ばれたものであることを特徴とする請求項4記載のオリゴヌクレオチドプライマー。
(6)(a)配列表の配列番号1に示された塩基配列のうちの5’端側の領域に相当する塩基配列を有するオリゴヌクレオチド、及び
(b)配列表の配列番号1に示された塩基配列のうちの3’端側の領域に対する相補塩基配列を有するオリゴヌクレオチド
からなる群から選ばれたものであることを特徴とする請求項4又は5記載のオリゴヌクレオチドプライマー。
(7)10〜50個のヌクレオチドからなるオリゴヌクレオチドからなるものであることを特徴とする請求項4〜6のいずれかに記載のオリゴヌクレオチドプライマー。
(8)15〜35個のヌクレオチドからなるオリゴヌクレオチドからなるものであることを特徴とする請求項4〜7のいずれかに記載のオリゴヌクレオチドプライマー。
(9)配列表の配列番号2に示される塩基配列からなるオリゴヌクレオチド及び配列表の配列番号3に示された塩基配列からなるオリゴヌクレオチドからなる群から選ばれたものである請求項4〜8のいずれかに記載のオリゴヌクレオチドプライマー。
(4) 10 or more nucleotides for amplifying a region containing a mutation site that may be present in a bovine mastitis resistance gene represented by the following (a), (b) or (c) by a gene amplification reaction An oligonucleotide primer comprising:
(A) An oligonucleotide primer comprising the whole or a part of the base sequence shown in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing or its complementary strand.
(B) A region containing a mutation site that may be present in a bovine mastitis resistance gene is amplified by a gene amplification reaction by hybridizing at 50 to 60 ° C. with the base sequence shown in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing or its complementary strand. Oligonucleotide primer consisting of any base sequence that can be used for
(C) An oligonucleotide primer comprising a base sequence derived from the sequences (a) and (b) for degeneracy of the gene code.
(5) (a) an oligonucleotide having a base sequence corresponding to an arbitrary region of the base sequence shown in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing; and (b) a base sequence shown in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing. The oligonucleotide primer according to claim 4, wherein the oligonucleotide primer is selected from the group consisting of oligonucleotides having a complementary base sequence for an arbitrary region.
(6) (a) an oligonucleotide having a base sequence corresponding to the region on the 5 ′ end side of the base sequence shown in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing; and (b) shown in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing. 6. The oligonucleotide primer according to claim 4, wherein the oligonucleotide primer is selected from the group consisting of oligonucleotides having a complementary base sequence to the 3′-end region of the base sequence.
(7) The oligonucleotide primer according to any one of claims 4 to 6, wherein the oligonucleotide primer comprises an oligonucleotide consisting of 10 to 50 nucleotides.
(8) The oligonucleotide primer according to any one of claims 4 to 7, wherein the oligonucleotide primer comprises an oligonucleotide consisting of 15 to 35 nucleotides.
(9) It is selected from the group consisting of an oligonucleotide consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 2 of the sequence listing and an oligonucleotide consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 3 of the sequence listing. The oligonucleotide primer in any one of.

(10)工程(a):診断対象であるウシの核酸試料を得る工程、
工程(b):工程(a)にて得られた核酸試料を遺伝子増幅反応に付して、ウシの乳房炎抵抗性遺伝子に存在しうる変異部位を含む領域が増幅された核酸断片を得る工程、及び
工程(c):工程(b)で得られる核酸断片について変異の存在を調べる工程
を含むことを特徴とするウシの乳房炎抵抗性の遺伝子診断法。
(11)ウシの乳房炎抵抗性遺伝子に存在しうる変異部位を含む領域が、配列表の配列番号1に示される塩基配列を含む領域である請求項10記載の遺伝子診断法。
(12)遺伝子増幅反応が、ポリメラーゼ連鎖反応法によって行われる請求項10又は11記載の遺伝子診断法。
(13)変異の存在を、遺伝子連鎖反応により増幅される核酸断片長型を検出して調べることを特徴とする請求項10〜12のいずれかに記載の遺伝子診断法。
(14)核酸試料が、ゲノミックDNA、cDNA、又はmRNAを含む試料である請求項10〜13のいずれか1つに記載の遺伝子診断法。
(15)請求項4〜9のいずれかに記載のオリゴヌクレオチドプライマーを用いて遺伝子増幅反応を行う請求項10〜14のいずれかに記載の遺伝子診断法。
(10) Step (a): A step of obtaining a bovine nucleic acid sample to be diagnosed,
Step (b): A step of subjecting the nucleic acid sample obtained in step (a) to a gene amplification reaction to obtain a nucleic acid fragment in which a region containing a mutation site that may be present in a bovine mastitis resistance gene is amplified. And (c): a method for genetic diagnosis of bovine mastitis resistance, comprising the step of examining the nucleic acid fragment obtained in step (b) for the presence of mutation.
(11) The genetic diagnosis method according to claim 10, wherein the region containing a mutation site that may be present in a bovine mastitis resistance gene is a region containing the base sequence represented by SEQ ID NO: 1 in the sequence listing.
(12) The gene diagnosis method according to claim 10 or 11, wherein the gene amplification reaction is performed by a polymerase chain reaction method.
(13) The genetic diagnosis method according to any one of (10) to (12), wherein the presence of the mutation is examined by detecting a nucleic acid fragment length type amplified by a gene chain reaction.
(14) The genetic diagnosis method according to any one of claims 10 to 13, wherein the nucleic acid sample is a sample containing genomic DNA, cDNA, or mRNA.
(15) The gene diagnosis method according to any one of claims 10 to 14, wherein a gene amplification reaction is performed using the oligonucleotide primer according to any one of claims 4 to 9.

(16)請求項4〜9のいずれかに記載のオリゴヌクレオチドプライマーを含有することを特徴とするウシの乳房炎抵抗性を診断するためのキット。
(17)請求項4〜9のいずれかに記載のオリゴヌクレオチドプライマーを含有することを特徴とするウシの乳房炎抵抗性診断用遺伝子診断試薬。
(16) A kit for diagnosing bovine mastitis resistance, comprising the oligonucleotide primer according to any one of claims 4 to 9.
(17) A genetic diagnostic reagent for diagnosis of bovine mastitis resistance, comprising the oligonucleotide primer according to any one of claims 4 to 9.

(18)ウシの乳房炎抵抗性遺伝子に存在しうる変異部位を含む領域を含み、56〜79個のヌクレオチドからなり、末端が標識されてなるウシの乳房炎抵抗性遺伝子に存在しうる変異の存在を調べるためのプローブ。
(19)請求項18記載のプローブを使用して、ウシの乳房炎抵抗性遺伝子に存在しうる変異部位を含む領域の塩基配列の解明、及び/又は、該領域の単離を行う方法。
(18) a mutation that may be present in a bovine mastitis resistance gene comprising a region containing a mutation site that may be present in a bovine mastitis resistance gene, comprising 56 to 79 nucleotides and labeled at the end; Probe to check for existence.
(19) A method for elucidating the base sequence of a region containing a mutation site that may be present in a bovine mastitis resistance gene and / or isolating the region using the probe according to claim 18.

本発明によれば、乳房炎抵抗性低下に関係する変異部位を有する乳房炎抵抗性遺伝子が提供されると共に、該遺伝子を利用して乳房炎抵抗性を簡便に、確実かつ迅速に遺伝子的に診断し検出するためのオリゴヌクレオチド、遺伝子診断法、及びプローブが提供される。   According to the present invention, a mastitis resistance gene having a mutation site related to mastitis resistance reduction is provided, and mastitis resistance is genetically simply, reliably and rapidly using the gene. Oligonucleotides, genetic diagnostic methods, and probes for diagnosis and detection are provided.

以下、本発明を詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail.

〔1〕ウシの乳房炎抵抗性遺伝子(FEZL遺伝子)
本発明者らは、ウシの乳房炎抵抗性に関連する遺伝子を調べるために、乳房炎抵抗性ウシと感受性ウシとを含む家系のゲノム連鎖解析を行い、ポジショナルクローニング法と云われる手法を用いてウシの乳房炎抵抗性遺伝子(FEZL遺伝子)を単離した。ここでポジショナルクローニング法とは、連鎖地図上に原因遺伝子座のマッピングを行った後、その染色体領域より原因遺伝子を単離する方法であり、その詳細は動物遺伝育種学事典(社団法人 畜産技術協会発行)に記載されている。
[1] Bovine mastitis resistance gene (FEZL gene)
In order to investigate genes related to bovine mastitis resistance, the present inventors conducted a genome linkage analysis of families including mastitis resistant cattle and susceptible cattle, and used a method called positional cloning method. A bovine mastitis resistance gene (FEZL gene) was isolated. Here, the positional cloning method is a method of mapping a causal locus on a linkage map and then isolating the causative gene from its chromosomal region. Details of this method are described in the Animal Genetics Breeding Dictionary (Japan Society for Animal Husbandry Technology). Issuance).

ウシFEZL遺伝子をコードするcDNAの全塩基配列は、配列表の配列番号1に示す通りである。この塩基配列の決定(シークエンシング)は、化学分解法(Maxam & Gilbert法)、チェーンターミネーター法(Sangerジデオキシ法)などにより行うことができる。
この配列表の配列番号1に示される塩基配列からなるDNAは、ウシFEZL遺伝子のうち、翻訳領域、ウシのタンパク質FEZLをコードする領域である。乳房炎感受性ウシの場合、配列表の配列番号1に示される塩基配列のうち319位に3bp部分が挿入される変異が見出された(図1)。
The entire base sequence of cDNA encoding the bovine FEZL gene is as shown in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing. This determination of the base sequence (sequencing) can be performed by a chemical decomposition method (Maxam & Gilbert method), a chain terminator method (Sanger dideoxy method), or the like.
The DNA consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 1 in this sequence listing is a translation region of the bovine FEZL gene and a region encoding the bovine protein FEZL. In the case of mastitis-sensitive cattle, a mutation was found in which a 3 bp portion was inserted at position 319 in the base sequence shown in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing (FIG. 1).

配列表の配列番号1に示される塩基配列からなるDNAは、乳房炎抵抗性低下の原因となる遺伝子上のゲノミックDNAの一部であることから、該DNA上の変異を利用して、ウシの組織からFEZL遺伝子の塩基配列を比較することによって乳房炎抵抗性か感受性かを明らかにすることができる。
また、下記〔2〕で説明するように、配列表の配列番号1に示される塩基配列からなるDNAは、ウシの乳房炎抵抗性遺伝子に存在しうる変異部位を含む領域を遺伝子増幅反応により増幅するためのオリゴヌクレオチドプライマーとして利用することができる。
更に、下記〔3〕で説明するように、配列表の配列番号1に示される塩基配列からなるDNA上の変異に基く乳房炎抵抗性の遺伝子診断法(検出方法)に利用することもできる。
この場合、DNAは、ゲノミックDNA配列、及びcDNA配列のいずれであっても良いし、合成配列、及び半合成配列のいずれであっても良い。
Since the DNA consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 1 in the Sequence Listing is a part of the genomic DNA on the gene that causes a decrease in resistance to mastitis, using the mutation on the DNA, By comparing the base sequence of the FEZL gene from the tissue, it can be determined whether it is mastitis resistant or sensitive.
Further, as described in [2] below, the DNA consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing amplifies a region containing a mutation site that may be present in a bovine mastitis resistance gene by a gene amplification reaction. It can be used as an oligonucleotide primer.
Further, as described in [3] below, it can also be used in a genetic diagnosis method (detection method) for mastitis resistance based on a mutation on DNA consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 1 in the Sequence Listing.
In this case, the DNA may be any of a genomic DNA sequence and a cDNA sequence, or any of a synthetic sequence and a semi-synthetic sequence.

〔2〕オリゴヌクレオチドプライマー
本発明においては、上記配列表の配列番号1に示される塩基配列からなるDNAは、ウシの乳房炎抵抗性遺伝子に存在しうる変異部位を含む領域を遺伝子増幅反応により増幅するためのオリゴヌクレオチドプライマーの設計に利用することができる。
このようなオリゴヌクレオチドプライマーとして、以下の(a)、(b)又は(c)で表され、ウシの乳房炎抵抗性遺伝子に存在しうる変異部位を含む領域を遺伝子増幅反応により増幅するための10個以上のヌクレオチドからなることを特徴とするオリゴヌクレオチドプライマーを挙げることができる。
(a)配列表の配列番号1に示される塩基配列又はその相補鎖の全体又はその一部からなるオリゴヌクレオチドプライマー。
(b)配列表の配列番号1に示される塩基配列又はその相補鎖と50〜60℃でハイブリッド形成し、ウシの乳房炎抵抗性遺伝子に存在しうる変異部位を含む領域を遺伝子増幅反応により増幅するのに利用できる一切の塩基配列からなるオリゴヌクレオチドプライマー。
(c)遺伝子コードの縮退のために前記配列(a)及び(b)から派生した塩基配列からなるオリゴヌクレオチドプライマー。
[2] Oligonucleotide primer In the present invention, the DNA consisting of the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 1 in the above sequence listing amplifies a region containing a mutation site that may be present in a bovine mastitis resistance gene by a gene amplification reaction. This can be used to design oligonucleotide primers for the purpose.
As such an oligonucleotide primer, it is represented by the following (a), (b) or (c), for amplifying a region containing a mutation site which may be present in a bovine mastitis resistance gene by a gene amplification reaction An oligonucleotide primer characterized by comprising 10 or more nucleotides can be mentioned.
(A) An oligonucleotide primer comprising the whole or a part of the base sequence shown in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing or its complementary strand.
(B) A region containing a mutation site that may be present in a bovine mastitis resistance gene is amplified by a gene amplification reaction by hybridizing at 50 to 60 ° C. with the base sequence shown in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing or its complementary strand. Oligonucleotide primer consisting of any base sequence that can be used for
(C) An oligonucleotide primer comprising a base sequence derived from the sequences (a) and (b) for degeneracy of the gene code.

このようなオリゴヌクレオチドプライマーとして、より好ましくは、(a)配列表の配列番号1に示される塩基配列のうちの任意の領域、望ましくは5’端側の領域に相当する塩基配列を有するオリゴヌクレオチド、及び(b)配列表の配列番号1に示された塩基配列のうちの任意の領域、望ましくは3’端側の領域に対する相補塩基配列を有するオリゴヌクレオチドからなる群から選ばれたもの、特に上記(a)及び(b)のそれぞれから少なくとも1種類ずつ用いることができる。   As such an oligonucleotide primer, (a) an oligonucleotide having a base sequence corresponding to an arbitrary region of the base sequence represented by SEQ ID NO: 1 in the sequence listing, desirably a region on the 5 ′ end side And (b) one selected from the group consisting of oligonucleotides having a complementary base sequence to any region of the base sequence shown in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing, preferably the region on the 3 ′ end side, particularly At least one of each of the above (a) and (b) can be used.

ここで、本明細書中、「オリゴヌクレオチド」とは、比較的短い一本鎖又は二本鎖のポリヌクレオチド、好ましくはポリデオキシヌクレオチドを意味し、既知の方法、例えば、トリエステル法、ホスファイト法、ホスホアミダイト法、ホスホネート法などの方法により化学合成されることができる。合成は、通常、修飾された固体支持体上で便利に行うことができることが知られており、例えば、市販されている自動化された合成装置を用いて行うことができる。また、該オリゴヌクレオチドの合成は、他者に外注して行わせることもできる。該オリゴヌクレオチドは、1つ、又はそれ以上の修飾された塩基を含有していてよく、例えば、イノシンなどの天然においては普通でない塩基、あるいはトリチル化された塩基などを含有していてよい。   Here, in the present specification, “oligonucleotide” means a relatively short single-stranded or double-stranded polynucleotide, preferably polydeoxynucleotide, and known methods such as triester method, phosphite, etc. It can be chemically synthesized by a method such as a method, a phosphoamidite method, a phosphonate method. It is known that synthesis can usually be performed conveniently on a modified solid support, for example, using commercially available automated synthesizers. In addition, the synthesis of the oligonucleotide can be performed by outsourcing to others. The oligonucleotide may contain one or more modified bases, for example, a non-naturally occurring base such as inosine, or a tritylated base.

本発明において、オリゴヌクレオチドプライマーのヌクレオチド数は、10個以上、好ましくは15個以上とすることができる。ヌクレオチド数の上限については、長いほど特異性が高まるため望ましいが、合成コスト等の点を考慮すると50個以下、より好ましくは35個以下とすることができる。
このようなオリゴヌクレオチドプライマーとしては、具体的には例えば、配列表の配列番号2に示される塩基配列からなるオリゴヌクレオチド及び配列表の配列番号3に示された塩基配列からなるオリゴヌクレオチドからなる群から選ばれたもの、より具体的には、配列表の配列番号2に示される塩基配列からなるオリゴヌクレオチド(FEZL−F)及び配列表の配列番号3に示された塩基配列からなるオリゴヌクレオチド(FEZL−R)の両者の組み合わせを挙げることができる。FEZL−Fは配列表の配列番号1に示される塩基配列の5’端側の領域(図1の上段の四角で囲った部分)からなる塩基配列に相当するオリゴヌクレオチドであり、FEZL−Rは、配列表の配列番号1に示された塩基配列のうちの3’端側の領域(図1の下段の四角で囲った部分)に対する相補塩基配列からなる塩基配列に相当するオリゴヌクレオチドである。
In the present invention, the number of nucleotides in the oligonucleotide primer can be 10 or more, preferably 15 or more. The upper limit of the number of nucleotides is desirable because the longer the specificity, the higher the specificity. However, in view of the cost of synthesis, it can be 50 or less, more preferably 35 or less.
As such an oligonucleotide primer, specifically, for example, a group consisting of an oligonucleotide consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 2 of the sequence listing and an oligonucleotide consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 3 of the sequence listing More specifically, an oligonucleotide (FEZL-F) consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 2 in the sequence listing and an oligonucleotide (FEZL-F) consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 3 in the sequence listing ( The combination of both of FEZL-R) can be mentioned. FEZL-F is an oligonucleotide corresponding to a base sequence consisting of a region on the 5 ′ end side of the base sequence shown in SEQ ID NO: 1 in the Sequence Listing (the portion surrounded by the upper square in FIG. 1). An oligonucleotide corresponding to a base sequence composed of a complementary base sequence for the region on the 3 ′ end side of the base sequence shown in SEQ ID NO: 1 in the Sequence Listing (the part enclosed by the lower square in FIG. 1).

〔3〕ウシの乳房炎抵抗性の遺伝子診断法(検出方法)
配列表の配列番号1に示される塩基配列からなるDNA上の変異を利用して、ウシの乳房炎抵抗性を遺伝子的に診断及び検出に利用することができる。
このようなウシの乳房炎抵抗性の遺伝子診断法(検出方法)としては、
工程(a):診断対象であるウシの核酸試料を得る工程、
工程(b):工程(a)にて得られた核酸試料を遺伝子増幅反応に付して、ウシの乳房炎抵抗性遺伝子に存在しうる変異部位を含む領域が増幅された核酸断片を得る工程、及び
工程(c):工程(b)で得られる核酸断片について変異の存在を調べる工程
を含む様体が例示される。
[3] Genetic diagnosis method for bovine mastitis resistance (detection method)
Bovine mastitis resistance can be genetically used for diagnosis and detection by utilizing a mutation on DNA consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 1 in the Sequence Listing.
As a genetic diagnosis method (detection method) of such bovine mastitis resistance,
Step (a): obtaining a bovine nucleic acid sample to be diagnosed,
Step (b): A step of subjecting the nucleic acid sample obtained in step (a) to a gene amplification reaction to obtain a nucleic acid fragment in which a region containing a mutation site that may be present in a bovine mastitis resistance gene is amplified. And step (c): an embodiment comprising a step of examining the presence of mutation in the nucleic acid fragment obtained in step (b) is exemplified.

第1に、工程(a)について述べる。工程(a)においては、診断対象であるウシの核酸試料を得る。
本発明に用いられるウシの核酸試料としては、ウシの乳房炎抵抗性遺伝子(FEZL遺伝子)が転写され翻訳されて精製したタンパク質FEZLをコードする塩基配列を有するものであれば、特に限定されるものではなく、適当な細胞、又は組織由来の核酸(全ゲノミックDNA、及び細胞の全RNAから転写されたcDNAを包含する)、例えば、ゲノミックDNA、cDNA(細胞の全RNAから転写されたDNA)、mRNAなどが挙げられる。ウシの核酸試料の調製は、公知の方法、例えば、Molecular cloning,a laboratory manual(3rd edition),J.Sambrook & D.W.Russell(Ed.),Cold Spring Harbor Press,Cold Spring Harbor,New York(2001)に記載の方法に従って行うことができる。
First, step (a) will be described. In step (a), a bovine nucleic acid sample to be diagnosed is obtained.
The bovine nucleic acid sample used in the present invention is particularly limited as long as it has a base sequence encoding the protein FEZL purified by transcribing and translating the bovine mastitis resistance gene (FEZL gene). Rather, nucleic acids derived from appropriate cells or tissues (including total genomic DNA and cDNA transcribed from total cellular RNA), such as genomic DNA, cDNA (DNA transcribed from total cellular RNA), Examples include mRNA. The bovine nucleic acid sample is prepared by a known method such as Molecular cloning, a laboratory manual (3rd edition), J. Org. Sambrook & D. W. Russell (Ed.), Cold Spring Harbor Press, Cold Spring Harbor, New York (2001).

第2に、工程(b)について述べる。工程(b)においては、工程(a)にて得られた核酸試料を遺伝子増幅反応に付して、ウシの乳房炎抵抗性遺伝子に存在しうる変異部位を含む領域が増幅された核酸断片を得る。
本工程(b)において用いられる遺伝子増幅反応としては、ウシの乳房炎抵抗性遺伝子に存在しうる変異部位を含む領域を増幅することができる方法であれば特に限定されないが、ポリメラーゼ連鎖反応法(PCR法)、RNAポリメラーゼを利用した核酸増幅法や鎖置換増幅法のような核酸増幅法を利用することができ、中でもPCR法が好ましく用いられる。
増幅の対象となるウシの乳房炎抵抗性遺伝子に存在しうる変異部位を含む領域としては、ウシFEZL遺伝子の塩基配列のうち、ウシの乳房炎抵抗性低下の原因となる変異を含む領域、具体的には、配列表の配列番号1に示される塩基配列からなるDNAを含む領域であれば、タンパク質FEZLコードしている翻訳領域のエクソン部分、隣接している非翻訳領域のエクソン部分、それらのイントロン部分、該遺伝子の発現の制御に関わる領域を含んでいても良い。
Second, step (b) will be described. In step (b), a nucleic acid fragment obtained by subjecting the nucleic acid sample obtained in step (a) to a gene amplification reaction to amplify a region containing a mutation site that may be present in a bovine mastitis resistance gene is obtained. obtain.
The gene amplification reaction used in this step (b) is not particularly limited as long as it is a method capable of amplifying a region containing a mutation site that may be present in a bovine mastitis resistance gene, but the polymerase chain reaction method ( PCR method), nucleic acid amplification methods such as nucleic acid amplification methods using RNA polymerase and strand displacement amplification methods can be used, and among these, the PCR method is preferably used.
As a region containing a mutation site that may be present in the bovine mastitis resistance gene to be amplified, a region containing a mutation that causes a decrease in bovine mastitis resistance in the base sequence of the bovine FEZL gene, specifically Specifically, if it is a region containing DNA consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing, the exon part of the translation region encoding the protein FEZL, the exon part of the adjacent non-translation region, those An intron portion and a region involved in the control of the expression of the gene may be included.

本明細書中、「ポリメラーゼ連鎖反応」又は「PCR法」とは、一般的に、米国特許第4683195号明細書に記載されたような方法を指し、例えば、所望の塩基配列をインビトロで酵素的に増幅するための方法を指す。一般に、PCR法は、鋳型核酸と優先的にハイブリダイズすることのできる2個のプライマーを使用して、プライマー伸長合成を行うところのサイクルを繰り返し行うことを含む。典型的には、PCR法では、鋳型内部の増殖されるべき領域の塩基配列に対して相補的なプライマーを利用することができ、例えば、該増幅されるべきヌクレオチド配列とその両端において相補的であるか、あるいは該増幅されるべきヌクレオチド配列に隣接しているものが好ましく使用され得る。   In the present specification, the “polymerase chain reaction” or “PCR method” generally refers to a method as described in US Pat. No. 4,683,195, for example, a desired base sequence is enzymatically converted in vitro. Refers to a method for amplification. In general, the PCR method includes repeating the cycle of performing primer extension synthesis using two primers that can preferentially hybridize with a template nucleic acid. Typically, in the PCR method, a primer complementary to the base sequence of the region to be propagated inside the template can be used, for example, the nucleotide sequence to be amplified is complementary at both ends. Some or those adjacent to the nucleotide sequence to be amplified can be preferably used.

PCR法は、R.K.Saiki et al.,Science,239,487-491(1988);M.A.Frohman et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,85,8998-9002(1988)などに記載の方法、あるいはその修飾又は改変法により行うことができる。また、PCR法は、それに適した市販のキットを用いて行うことができ、その場合、キット製造業者あるいはキット販売業者により明らかにされているプロトコールに従って実施することもできる。   The PCR method is described in R.A. K. Saiki et al. , Science, 239, 487-491 (1988); A. Frohman et al. , Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 85, 8998-9002 (1988), etc., or a modification or modification thereof. In addition, the PCR method can be carried out using a commercially available kit suitable for the PCR method, and in that case, it can also be carried out according to a protocol clarified by the kit manufacturer or the kit distributor.

PCR法等の遺伝子増幅反応において、ウシの乳房炎抵抗性遺伝子に存在しうる変異部位を含む領域を遺伝子増幅反応により増幅するために用いるプライマーとしては、上記〔2〕において説明したオリゴヌクレオチドプライマーを利用することが好ましい。
また、PCR法等の遺伝子増幅反応の条件としては、ウシの乳房炎抵抗性遺伝子に存在しうる変異部位を含む領域を増幅できる条件であれば特に限定されず、通常行われる公知の条件で良く、例えば上記した文献の記載を参考に選択することができる。例えば、PCR法においては、DNA鎖の熱変性、プライマーのアニーリング、及びポリメラーゼによる相補鎖の合成からなる1つのサイクルを複数回、通常は10〜80回、好ましくは20〜35回繰り返して行う。
In a gene amplification reaction such as PCR, a primer used for amplifying a region containing a mutation site that may be present in a bovine mastitis resistance gene by a gene amplification reaction is the oligonucleotide primer described in [2] above. It is preferable to use it.
The conditions for gene amplification reaction such as PCR are not particularly limited as long as they can amplify a region containing a mutation site that may be present in a bovine mastitis resistance gene, and may be known conditions that are usually performed. For example, it can be selected with reference to the description in the literature. For example, in the PCR method, one cycle consisting of heat denaturation of a DNA strand, annealing of a primer, and synthesis of a complementary strand by a polymerase is repeated a plurality of times, usually 10 to 80 times, preferably 20 to 35 times.

第3に、工程(c)について述べる。工程(c)においては、工程(b)で得られる核酸断片について変異の存在を調べる。
変異の存在の検出方法は、特に限定されないが、前述の工程(b)での遺伝子増幅反応により増幅される核酸断片そのものを鋳型としてその塩基配列を決定する方法や、あるいは増幅された核酸を適当なベクターにクローニングして塩基配列を決定する方法、核酸断片長型を調べる検出法が使用でき、特に、核酸断片長型を検出して調べる検出法が好ましい。
核酸断片長を調べる方法としては、ポリアクリルアミドゲル、又はアガロースゲル上の電気泳動により核酸断片を分離し、例えば既知分子量のマーカーDNAフラグメントの移動度に対してのそれの移動度に基づいて、目的のDNA断片を同定する方法が好まれる。さらに、ウシの乳房炎抵抗性遺伝子に存在しうる変異部位を含む領域を含む、または該領域に対応するmRNAと、好ましくは50〜60℃の条件でハイブリッド形成できる適当なDNA断片をプローブに用いるハイブリダイゼーション法のような公知の変異検出方法を使用することもできる。
Third, step (c) will be described. In step (c), the nucleic acid fragment obtained in step (b) is examined for the presence of mutation.
The method for detecting the presence of the mutation is not particularly limited, but a method for determining the nucleotide sequence using the nucleic acid fragment itself amplified by the gene amplification reaction in the above step (b) as a template, or an amplified nucleic acid is suitable. A method for determining a nucleotide sequence by cloning into a simple vector and a detection method for examining a nucleic acid fragment length type can be used, and a detection method for detecting and examining a nucleic acid fragment length type is particularly preferred.
As a method for examining the length of a nucleic acid fragment, a nucleic acid fragment is separated by electrophoresis on a polyacrylamide gel or an agarose gel, for example, based on the mobility of a marker DNA fragment of a known molecular weight based on its mobility. The method of identifying the DNA fragment of is preferred. Furthermore, an appropriate DNA fragment that contains a region containing a mutation site that may be present in a bovine mastitis resistance gene or that corresponds to the region, preferably hybridizable under conditions of 50 to 60 ° C., is used as a probe. A known mutation detection method such as a hybridization method can also be used.

オリゴヌクレオチドプライマーやプローブなどは、検出を容易にするためのラベル成分により標識されていることができる。該ラベル成分は、分光学的手段、光学的手段、生化学的手段、免疫学的手段、酵素化学的手段、放射化学的手段などにより検出できるものであることができる。ラベル成分の例としては、ペルオキシダーゼ、アルカリ性ホスファターゼなどの酵素、32Pなどのアイソトープ、ビオチン、蛍光色素、発光物質、発色物質などが挙げられる。
このようなプローブとしては、ウシの乳房炎抵抗性遺伝子に存在しうる変異部位を含む領域を含み、56〜79個のヌクレオチドからなり、末端(両端または片方の末端)が上記のラベル成分により標識されてなるものを用いることができる。
尚、このようなプローブは、本発明の遺伝子診断法とは別に、FEZL遺伝子に存在し得る変異を含む配列を明らかにしたり、また該変異を含む領域を単離するためにも利用することが可能である。
Oligonucleotide primers, probes, etc. can be labeled with a label component to facilitate detection. The label component can be detected by spectroscopic means, optical means, biochemical means, immunological means, enzymatic chemistry means, radiochemical means and the like. Examples of the label component include enzymes such as peroxidase and alkaline phosphatase, isotopes such as 32 P, biotin, fluorescent dyes, luminescent substances, and coloring substances.
Such a probe includes a region containing a mutation site that may be present in a bovine mastitis resistance gene, is composed of 56 to 79 nucleotides, and ends (both ends or one end) are labeled with the label component described above. What is made can be used.
In addition to the genetic diagnosis method of the present invention, such a probe can be used for clarifying a sequence containing a mutation that may be present in the FEZL gene, or for isolating a region containing the mutation. Is possible.

本発明のウシの乳房炎抵抗性の遺伝子診断法(検出方法)により、乳房炎抵抗性や感受性の程度を迅速かつ正確に診断することができる。
また,上記〔2〕で説明したオリゴヌクレオチドプライマーは、上記工程(c)において例示したプローブなどと併せてウシの乳房炎抵抗性を診断するためのキットや、ウシの乳房炎抵抗性診断用遺伝子診断試薬として実用化することができる。
尚、本発明で云うウシの乳房炎抵抗性とは、遺伝子的に乳房炎に抵抗性であることを意味し、症状の有無を問わず、キャリアも含める意味で広義に解釈するものとする。
According to the bovine mastitis resistance genetic diagnosis method (detection method) of the present invention, mastitis resistance and the degree of sensitivity can be diagnosed quickly and accurately.
The oligonucleotide primer described in the above [2] includes a kit for diagnosing bovine mastitis resistance in combination with the probe exemplified in the above step (c), and a bovine mastitis resistance diagnosing gene. It can be put to practical use as a diagnostic reagent.
The bovine mastitis resistance referred to in the present invention means that it is genetically resistant to mastitis, and it should be interpreted in a broad sense to include carriers regardless of the presence or absence of symptoms.

以下、本発明を実施例、実験例をもってさらに詳細に説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。
尚、実施例において、特に説明がない場合には、J.Sambrook & D.W.Russell(Ed.),Molecular cloning,a laboratory manual(3rd edition),Cold Spring Harbor Press,Cold Spring Harbor,New York(2001)に記載の方法、あるいはそれを修飾及び/又は改変した方法により行われたものとする。また、市販の試薬キットや測定装置を用いている場合には、特に説明が無い場合、それらに添付のプロトコールの指示に従って行われたものとする。
EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated further in detail with an Example and an experiment example, this invention is not limited by these.
In the examples, J.I. Sambrook & D. W. The method described in Russell (Ed.), Molecular cloning, a laboratory manual (3rd edition), Cold Spring Harbor Press, Cold Spring Harbor, New York (2001), or a modified and / or modified method thereof Shall. In addition, when using commercially available reagent kits or measuring devices, unless otherwise explained, it is assumed that the test was performed according to the instructions of the attached protocol.

実施例1
本実施例1では、ウシFEZL遺伝子の塩基配列を決定すると共に、該遺伝子を発現させて疾病との関係を考察した。
(1)乳房炎抵抗性ウシと感受性ウシのFEZL遺伝子の塩基配列の決定
まず、ホルスタイン種の特定種雄牛の孫娘に当たる搾乳牛の集団から乳房炎抵抗性ウシ(297頭)及び感受性ウシ(181頭)からなる家系について、ポジショナルクローニング法に基き多型性DNAマーカーを用いて乳房炎抵抗性と連鎖するウシ染色体の領域(乳房炎抵抗領域)を調べた。
すなわち、まず、連鎖地図上にあるDNAマーカーのうち乳房炎抵抗性と最も強く連鎖するマーカーを分離した結果、乳房炎抵抗性領域は第22番染色体であると決定された。
別に調製したウシの人工細菌染色体(BAC)ライブラリーから、上記乳房炎抵抗性領域に存在するBACクローンを35個分離した。Genome Analysis:Genetic and Physical Mapping" Kay E.Davis & Shirley M.Tilghman editors(Cold Spring Harbor Laboratory Press)によりDNAマーカーを多数開発し、Terwilliger,J.D.(1995).A powerful likelihood method for the analysis of linkage disequilibrium between trait loci and one or more polymorphic marker loci.Am.J.Hum.Genet.56,777-787の方法により、乳房炎抵抗性に最も強く連鎖するDNAマーカーを探索した。これにより、乳房炎抵抗性領域を狭めることができ、候補遺伝子を5種まで絞ることができた。
Example 1
In Example 1, the base sequence of the bovine FEZL gene was determined, and the relationship with disease was examined by expressing the gene.
(1) Determination of base sequence of FEZL gene of mastitis resistant cow and susceptible cow First, mastitis resistant cattle (297 cattle) and susceptible cattle (181 cattle) from a group of milking cows who are granddaughters of a specific Holstein bull. The region of bovine chromosome linked to mastitis resistance (mastitis resistance region) was examined using a polymorphic DNA marker based on the positional cloning method.
That is, first, among the DNA markers on the linkage map, the marker that was most strongly linked to mastitis resistance was isolated, and as a result, the mastitis resistance region was determined to be chromosome 22.
From a separately prepared bovine artificial bacterial chromosome (BAC) library, 35 BAC clones existing in the mastitis resistant region were isolated. Genome Analysis: Genetic and Physical Mapping "Kay E. Davis & Shirley M. Tilghman editors (Cold Spring Harbor Laboratory Press) developed many DNA markers, Terwilliger, JD (1995) A powerful likelihood method for the analysis The DNA marker most strongly linked to mastitis resistance was searched for by the method of linkage disequilibrium between trait loci and one or more polymorphic marker loci.Am.J.Hum.Genet.56, 777-787. The flame resistant region could be narrowed and up to 5 candidate genes could be narrowed down.

これらの候補遺伝子のタンパク質をコードする領域の塩基配列を解読するため、当該領域を含むBACクローンの配列を読むことにより全塩基配列を決定した。これを乳房炎抵抗性ウシと感受性ウシの間で比較したところ、候補遺伝子のうちFEZL遺伝子のcDNAの一部(配列表の配列番号1に記載される塩基配列中319位)に、感受性ウシに特異的なアミノ酸をコードする3bpが挿入される変異が見出された。以下、アミノ酸挿入変異を有する遺伝子を感受性遺伝子型、変異を有しない遺伝子を抵抗性遺伝子型と呼ぶことがある。   In order to decipher the base sequence of the region encoding the protein of these candidate genes, the entire base sequence was determined by reading the sequence of the BAC clone containing the region. When this was compared between mastitis resistant cattle and susceptible cattle, among the candidate genes, a part of the cDNA of the FEZL gene (position 319 in the base sequence described in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing) Mutations were found in which 3 bp encoding specific amino acids were inserted. Hereinafter, a gene having an amino acid insertion mutation is sometimes referred to as a sensitive genotype, and a gene having no mutation is sometimes referred to as a resistance genotype.

(2)FEZL遺伝子の発現
FEZL遺伝子がどの組織で発現しているか、乳房炎抵抗性ウシのホモ個体(感受性遺伝子型ホモ個体)と乳房炎感受性・抵抗性ウシのヘテロ個体(感受性・抵抗性遺伝子型ヘテロ個体)との間で遺伝子の発現量に差があるかについて、調べた。
ウシ(感受性遺伝子型ホモ個体1頭)より採取した新鮮な脳、腎臓、肺及び乳腺の各組織を材料とし、RNA調製用試薬であるトリゾール(インビトロジェン社製)を使用して全RNAを調製した。この全RNA画分を鋳型に用い、FEZL遺伝子の発現について定量的なPCRを、TaqMan試薬(アプライドバイオシステムズ社製)により、ジェネティックアナライザーHT−7900(アプライドバイオシステムズ社製)を用いて行った。
その結果、FEZL遺伝子は脳、腎臓、及び乳腺で発現していることが分かった。特に、乳腺での発現が見られたことから、乳房炎抵抗性との関係が示唆された。
また、感受性遺伝子型ホモ個体と感受性・抵抗性遺伝子型ヘテロ個体の乳腺組織におけるFEZL遺伝子の発現量を調べたところ、両者の間に差は認められなかった。
(2) Expression of FEZL gene In which tissue the FEZL gene is expressed, homozygous mastitis-resistant cattle (susceptibility genotype homozygous individuals) and mastitis-susceptible / resistant cattle heterozygous individuals (sensitivity / resistance genes) Whether or not there is a difference in the expression level of the gene with the heterozygous type).
Using fresh brain, kidney, lung, and mammary gland tissues collected from cows (one homozygous homozygous individual) as a material, total RNA was prepared using Trizol (manufactured by Invitrogen), a reagent for RNA preparation. . Using this total RNA fraction as a template, quantitative PCR for FEZL gene expression was performed using TaqMan reagent (Applied Biosystems) and Genetic Analyzer HT-7900 (Applied Biosystems).
As a result, it was found that the FEZL gene was expressed in the brain, kidney, and mammary gland. In particular, expression in the mammary gland was observed, suggesting a relationship with mastitis resistance.
Further, when the expression level of the FEZL gene in the mammary gland tissues of the susceptibility genotype homozygous and the susceptibility / resistance genotype heterozygous individual was examined, no difference was found between the two.

(3)FEZL遺伝子機能とアミノ酸挿入変異の効果
FEZL遺伝子の機能、及びアミノ酸挿入変異によりFEZL遺伝子の発現に相違があるかどうかを調べた。
まず、FEZL遺伝子(感受性遺伝子型・抵抗性遺伝子型のそれぞれ)のcDNAにHISタグを連結させたコンストラクトを、ベクター(インビトロジェン社製)に入れ、ヒト乳ガン由来の細胞株OCUB−Mとミドリザル腎由来細胞株COS−7に導入して発現させた。FEZL遺伝子が導入された各細胞を、定法に従ってホルマリン固定し、クロマチン免疫沈降アッセイをCHIPアッセイキット(アップステート社製)で行い、FEZLの認識するゲノム上の塩基配列であるFEZLコンセンサスエレメントを決定した。このエレメントを含むゲノム断片をつないだルシフェラーゼ遺伝子のコンストラクトを、FEZL遺伝子の抵抗性遺伝子型と感受性遺伝子型それぞれのcDNAコンストラクトと共に、上記の細胞株に導入し、ルシフェラーゼ遺伝子の発現をルシフェラーゼ酵素の活性測定で定量した。
その結果、FEZLの感受性遺伝子型では、抵抗性遺伝子型と比べ有意に転写活性が低下していることが分かった。このことから、FEZL遺伝子へのアミノ酸挿入変異により、転写活性が低下し、その結果乳房炎抵抗性の低下がもたらされると考えられた。
(3) Effect of FEZL gene function and amino acid insertion mutation It was investigated whether there was a difference in the expression of the FEZL gene due to the function of the FEZL gene and the amino acid insertion mutation.
First, a construct in which a HIS tag is linked to cDNA of FEZL gene (susceptible genotype and resistant genotype) is put into a vector (manufactured by Invitrogen), cell line OCUB-M derived from human breast cancer and green monkey kidney origin It was introduced into the cell line COS-7 and expressed. Each cell into which the FEZL gene was introduced was fixed in formalin according to a conventional method, and a chromatin immunoprecipitation assay was performed with a CHIP assay kit (manufactured by Upstate) to determine the FEZL consensus element, which is the base sequence on the genome recognized by FEZL. . The luciferase gene construct connected with the genomic fragment containing this element is introduced into the above cell line together with the FEZL gene resistance genotype and sensitive genotype cDNA construct, and the expression of the luciferase gene is measured for the activity of the luciferase enzyme Quantified with.
As a result, it was found that the transcriptional activity of the susceptibility genotype of FEZL was significantly lower than that of the resistance genotype. From this, it was considered that an amino acid insertion mutation in the FEZL gene resulted in a decrease in transcriptional activity, resulting in a decrease in mastitis resistance.

実施例2
ウシのゲノミックDNA上のFEZL遺伝子上に挿入変異があるかどうか確認した。
まず、乳房炎感受性のウシに認められた3bpの挿入部位を含むDNA断片を増幅するためのオリゴヌクレオチドプライマーFEZL−F及びFEZL−Rを合成した。プライマーFEZL−F及びFEZL−Rの塩基配列は、配列表の配列番号2及び配列番号3にそれぞれ示される通りであり、いずれもFEZL遺伝子の一部から設計されたものである(図1参照)。
Example 2
Whether there was an insertion mutation on the FEZL gene on bovine genomic DNA was confirmed.
First, oligonucleotide primers FEZL-F and FEZL-R were synthesized to amplify a DNA fragment containing a 3 bp insertion site found in mastitis-sensitive cattle. The base sequences of the primers FEZL-F and FEZL-R are as shown in SEQ ID NO: 2 and SEQ ID NO: 3 respectively in the sequence listing, and both are designed from a part of the FEZL gene (see FIG. 1). .

一方、診断対照であるウシ(感受性遺伝子型ホモ個体220頭及び抵抗性遺伝子型ホモ個体92頭、及び感受性・抵抗性遺伝子型へテロ個体)の核酸試料として、各ウシの血液(抗擬固剤としてEDTA、ヘパリンを含む)より、自動核酸分離装置Na−1000(クラボウ社製)を用いてそれぞれのゲノミックDNAを調製した。DNAの調製は、Molecular cloning,a laboratory manual(3rd edition),J.Sambrook & D.W.Russell(Ed.),Cold Spring Harbor Press,Cold Spring Harbor,New York(2001)に記載の方法に従って行った。   On the other hand, as a nucleic acid sample of cattle (220 susceptibility genotype homozygous individuals and 92 susceptibility genotype homozygous individuals and susceptibility / resistance genotype heterozygous individuals), which are diagnostic controls, (Including EDTA and heparin), each genomic DNA was prepared using an automatic nucleic acid separator Na-1000 (manufactured by Kurabo Industries). DNA preparation is described in Molecular cloning, a laboratory manual (3rd edition), J. MoI. Sambrook & D. W. Russell (Ed.), Cold Spring Harbor Press, Cold Spring Harbor, New York (2001).

これらのゲノミックDNAを鋳型とし、プライマーFEZL−FとFEZL−Rとを用いたPCR法を行った。すなわち、La Taq(タカラバイオ社製)を使用して、94℃で30秒、60℃で30秒、及び72℃で1分間からなる工程を1サイクルとした60サイクルの反応を行った。
PCRにより得られる核酸断片(PCR生成物)の塩基配列を、3700蛍光DNAシークエンサー(アプライドバイオシステムズ社製)を用いて比較し、変異の存在を調べた。各PCR生成物の変異部分の結果を図2に示す。
Using these genomic DNAs as templates, PCR was performed using primers FEZL-F and FEZL-R. That is, using La Taq (manufactured by Takara Bio Inc.), a reaction of 60 cycles was performed with a process consisting of 94 ° C. for 30 seconds, 60 ° C. for 30 seconds, and 72 ° C. for 1 minute as one cycle.
The nucleotide sequences of the nucleic acid fragments (PCR products) obtained by PCR were compared using a 3700 fluorescent DNA sequencer (Applied Biosystems) to examine the presence of mutations. The result of the mutated portion of each PCR product is shown in FIG.

図2から明らかなように、抵抗性ウシ(抵抗性遺伝子型ホモ個体)に由来するFEZL遺伝子の抵抗性遺伝子型を鋳型にPCRで増幅させたDNA断片の69番目の塩基は、アデニン(A、抵抗性遺伝子型)であったのに対し、感受性ウシ(感受性遺伝子型ホモ個体)に由来する感受性遺伝子型を鋳型とした場合は、67番目に3bp挿入しているため、69番目の塩基はシトシン(C、感受性遺伝子型)であった。
このことから、FEZL遺伝子に存在し得る変異部位(69番目の塩基)を比較することで、FEZL遺伝子の抵抗性遺伝子型と感受性遺伝子型を見分けることができることが明らかとなった。
また、前述した:診断対象であるウシの核酸試料を得る工程(a)、工程(a)にて得られた核酸試料を遺伝子増幅反応に付して、ウシの乳房炎抵抗性遺伝子に存在しうる変異部位を含む領域が増幅された核酸断片を得る工程(b)、及び工程(b)で得られる核酸断片について変異の存在を調べる工程(c)により、遺伝子診断を正確に行うことができることが明らかとなった。
As is clear from FIG. 2, the 69th base of the DNA fragment amplified by PCR using the resistance genotype of the FEZL gene derived from a resistant bovine (resistant genotype homozygous individual) is adenine (A, When the susceptibility genotype derived from susceptible cattle (susceptible genotype homozygous individuals) was used as a template, the 69th base was cytosine because 3 bp was inserted at the 67th position. (C, susceptibility genotype).
From this, it was clarified that the resistance genotype and the sensitive genotype of the FEZL gene can be distinguished by comparing the mutation site (the 69th base) that may exist in the FEZL gene.
In addition, as described above: Step (a) for obtaining a bovine nucleic acid sample to be diagnosed, the nucleic acid sample obtained in step (a) is subjected to a gene amplification reaction and is present in the bovine mastitis resistance gene. Genetic diagnosis can be performed accurately by the step (b) of obtaining a nucleic acid fragment in which a region containing a possible mutation site is amplified, and the step (c) of examining the presence of mutation in the nucleic acid fragment obtained in the step (b) Became clear.

本発明によれば、乳房炎抵抗性低下に関係する変異部位を有する乳房炎抵抗性遺伝子が提供されると共に、該遺伝子を利用して乳房炎抵抗性を簡便に、確実かつ迅速に遺伝子的に診断し検出するためのオリゴヌクレオチド、遺伝子診断法、及びプローブが提供される。   According to the present invention, a mastitis resistance gene having a mutation site related to mastitis resistance reduction is provided, and mastitis resistance is genetically simply, reliably and rapidly using the gene. Oligonucleotides, genetic diagnostic methods, and probes for diagnosis and detection are provided.

乳房炎抵抗性遺伝子(FEZL遺伝子)の変異部分及びプライマーの設計例を示す図である。It is a figure which shows the example of a design of the variation part and primer of a mastitis resistance gene (FEZL gene). FEZL遺伝子における挿入変異の存在を示す図である。It is a figure which shows the presence of the insertion mutation in a FEZL gene.

符号の説明Explanation of symbols

図1中、四角で囲った部分は、プライマー(上段はFEZL−F、下段はFEZL−R)設計の基礎となった部分を示す。矢印は、プライマーの5´から3´への方向を示す。
図2中、上段(a)は抵抗性遺伝子型のPCR生成物を、下段(b)は感受性遺伝子型のPCR生成物を示す。
In FIG. 1, the part enclosed by a square shows the part used as the basis of primer design (the upper stage is FEZL-F, the lower stage is FEZL-R). The arrow indicates the direction of the primer from 5 'to 3'.
In FIG. 2, the upper (a) shows a resistance genotype PCR product, and the lower (b) shows a sensitive genotype PCR product.

Claims (19)

配列表の配列番号1に示される塩基配列からなるDNA。   DNA consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing. DNAが、ゲノミックDNA配列、及びcDNA配列のいずれかであることを特徴とする請求項1記載のDNA。   The DNA according to claim 1, wherein the DNA is any one of a genomic DNA sequence and a cDNA sequence. DNAが、合成配列、及び半合成配列のいずれかであることを特徴とする請求項1又は2記載のDNA。   The DNA according to claim 1 or 2, wherein the DNA is either a synthetic sequence or a semi-synthetic sequence. 以下の(a)、(b)又は(c)で表され、ウシの乳房炎抵抗性遺伝子に存在しうる変異部位を含む領域を遺伝子増幅反応により増幅するための10個以上のヌクレオチドからなることを特徴とするオリゴヌクレオチドプライマー。
(a)配列表の配列番号1に示される塩基配列又はその相補鎖の全体又はその一部からなるオリゴヌクレオチドプライマー。
(b)配列表の配列番号1に示される塩基配列又はその相補鎖と50〜60℃でハイブリッド形成し、ウシの乳房炎抵抗性遺伝子に存在しうる変異部位を含む領域を遺伝子増幅反応により増幅するのに利用できる一切の塩基配列からなるオリゴヌクレオチドプライマー。
(c)遺伝子コードの縮退のために前記配列(a)及び(b)から派生した塩基配列からなるオリゴヌクレオチドプライマー。
It is represented by the following (a), (b) or (c), and consists of 10 or more nucleotides for amplifying a region containing a mutation site that may be present in a bovine mastitis resistance gene by a gene amplification reaction. An oligonucleotide primer characterized by
(A) An oligonucleotide primer comprising the whole or a part of the base sequence shown in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing or its complementary strand.
(B) A region containing a mutation site that may be present in a bovine mastitis resistance gene is amplified by a gene amplification reaction by hybridizing at 50 to 60 ° C. with the base sequence shown in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing or its complementary strand. Oligonucleotide primer consisting of any base sequence that can be used for
(C) An oligonucleotide primer comprising a base sequence derived from the sequences (a) and (b) for degeneracy of the gene code.
(a)配列表の配列番号1に示される塩基配列のうちの任意の領域に相当する塩基配列を有するオリゴヌクレオチド、及び
(b)配列表の配列番号1に示された塩基配列のうちの任意の領域に対する相補塩基配列を有するオリゴヌクレオチド
からなる群から選ばれたものであることを特徴とする請求項4記載のオリゴヌクレオチドプライマー。
(A) an oligonucleotide having a base sequence corresponding to any region of the base sequence shown in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing; and (b) any of the base sequences shown in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing. The oligonucleotide primer according to claim 4, wherein the oligonucleotide primer is selected from the group consisting of oligonucleotides having a complementary base sequence to the region.
(a)配列表の配列番号1に示された塩基配列のうちの5’端側の領域に相当する塩基配列を有するオリゴヌクレオチド、及び
(b)配列表の配列番号1に示された塩基配列のうちの3’端側の領域に対する相補塩基配列を有するオリゴヌクレオチド
からなる群から選ばれたものであることを特徴とする請求項4又は5記載のオリゴヌクレオチドプライマー。
(A) an oligonucleotide having a base sequence corresponding to the 5 ′ end region of the base sequence shown in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing, and (b) a base sequence shown in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing 6. The oligonucleotide primer according to claim 4, wherein the oligonucleotide primer is selected from the group consisting of oligonucleotides having a complementary base sequence for the region on the 3 ′ end side.
10〜50個のヌクレオチドからなるオリゴヌクレオチドからなるものであることを特徴とする請求項4〜6のいずれかに記載のオリゴヌクレオチドプライマー。   The oligonucleotide primer according to any one of claims 4 to 6, wherein the oligonucleotide primer is composed of an oligonucleotide consisting of 10 to 50 nucleotides. 15〜35個のヌクレオチドからなるオリゴヌクレオチドからなるものであることを特徴とする請求項4〜7のいずれかに記載のオリゴヌクレオチドプライマー。   The oligonucleotide primer according to any one of claims 4 to 7, which comprises an oligonucleotide consisting of 15 to 35 nucleotides. 配列表の配列番号2に示される塩基配列からなるオリゴヌクレオチド及び配列表の配列番号3に示された塩基配列からなるオリゴヌクレオチドからなる群から選ばれたものである請求項4〜8のいずれかに記載のオリゴヌクレオチドプライマー。   9. The method according to any one of claims 4 to 8, which is selected from the group consisting of an oligonucleotide consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 2 of the sequence listing and an oligonucleotide consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 3 of the sequence listing An oligonucleotide primer according to 1. 工程(a):診断対象であるウシの核酸試料を得る工程、
工程(b):工程(a)にて得られた核酸試料を遺伝子増幅反応に付して、ウシの乳房炎抵抗性遺伝子に存在しうる変異部位を含む領域が増幅された核酸断片を得る工程、及び
工程(c):工程(b)で得られる核酸断片について変異の存在を調べる工程
を含むことを特徴とするウシの乳房炎抵抗性の遺伝子診断法。
Step (a): obtaining a bovine nucleic acid sample to be diagnosed,
Step (b): A step of subjecting the nucleic acid sample obtained in step (a) to a gene amplification reaction to obtain a nucleic acid fragment in which a region containing a mutation site that may be present in a bovine mastitis resistance gene is amplified. And (c): a method for genetic diagnosis of bovine mastitis resistance, comprising the step of examining the nucleic acid fragment obtained in step (b) for the presence of mutation.
ウシの乳房炎抵抗性遺伝子に存在しうる変異部位を含む領域が、配列表の配列番号1に示される塩基配列を含む領域である請求項10記載の遺伝子診断法。   The genetic diagnosis method according to claim 10, wherein the region containing a mutation site that may be present in a bovine mastitis resistance gene is a region containing the base sequence represented by SEQ ID NO: 1 in the Sequence Listing. 遺伝子増幅反応が、ポリメラーゼ連鎖反応法によって行われる請求項10又は11記載の遺伝子診断法。   The gene diagnosis method according to claim 10 or 11, wherein the gene amplification reaction is performed by a polymerase chain reaction method. 変異の存在を、遺伝子連鎖反応により増幅される核酸断片長型を検出して調べることを特徴とする請求項10〜12のいずれかに記載の遺伝子診断法。   The genetic diagnosis method according to any one of claims 10 to 12, wherein the presence of the mutation is examined by detecting a nucleic acid fragment length type amplified by a gene chain reaction. 核酸試料が、ゲノミックDNA、cDNA、又はmRNAを含む試料である請求項10〜13のいずれか1つに記載の遺伝子診断法。   The genetic diagnosis method according to any one of claims 10 to 13, wherein the nucleic acid sample is a sample containing genomic DNA, cDNA, or mRNA. 請求項4〜9のいずれかに記載のオリゴヌクレオチドプライマーを用いて遺伝子増幅反応を行う請求項10〜14のいずれかに記載の遺伝子診断法。   The gene diagnostic method according to any one of claims 10 to 14, wherein a gene amplification reaction is performed using the oligonucleotide primer according to any one of claims 4 to 9. 請求項4〜9のいずれかに記載のオリゴヌクレオチドプライマーを含有することを特徴とするウシの乳房炎抵抗性を診断するためのキット。   A kit for diagnosing bovine mastitis resistance, comprising the oligonucleotide primer according to any one of claims 4 to 9. 請求項4〜9のいずれかに記載のオリゴヌクレオチドプライマーを含有することを特徴とするウシの乳房炎抵抗性診断用遺伝子診断試薬。   A genetic diagnostic reagent for diagnosing bovine mastitis resistance, comprising the oligonucleotide primer according to any one of claims 4 to 9. ウシの乳房炎抵抗性遺伝子に存在しうる変異部位を含む領域を含み、56〜79個のヌクレオチドからなり、末端が標識されてなるウシの乳房炎抵抗性遺伝子に存在しうる変異の存在を調べるためのプローブ。   A region containing a mutation site that may be present in a bovine mastitis resistance gene, comprising 56 to 79 nucleotides and end-labeled for the presence of a mutation that may be present in a bovine mastitis resistance gene Probe for. 請求項18記載のプローブを使用して、ウシの乳房炎抵抗性遺伝子に存在しうる変異部位を含む領域の塩基配列の解明、及び/又は、該領域の単離を行う方法。
A method for elucidating the base sequence of a region containing a mutation site that may be present in a bovine mastitis resistance gene and / or isolating the region using the probe according to claim 18.
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