Genome-wide eQTL mapping of selected expression profiles for the trait retained placenta in Holstein cattle

Zeller-Adam, Ruth (2013): Genome-wide eQTL mapping of selected expression profiles for the trait retained placenta in Holstein cattle. Dissertation, LMU München: Tierärztliche Fakultät

Abstract

Bei Kühen werden die fetalen Membranen physiologischerweise innerhalb weniger Stunden nach der Abkalbung abgestoßen. In 3 - 12 % allerdings gelingt die Abstoßung der fetalen Membranen auch 12 bis 24 Stunden nach der Abkalbung nicht. Diese verspätete Ablösung wird Placentaretention genannt. Obwohl mehrere Faktoren (z. B. Trächtigkeitslänge, Zwillingsträchtigkeit, Abkalbeprobleme, Ernährung, metabolische Erkrankungen) bereits mit einem erhöhten Risiko für das Entstehen einer Placentaretention assoziiert wurden, sind die zugrunde liegenden Pathomechanismen noch immer unklar. Um das Verständnis dieser Pathomechanismen zu verbessern, zielte die vorliegende Studie darauf ab, genetische Loci zu identifizieren, die die Genexpression im Bezug auf Placentaretention beeinflussen. Transkriptomdaten aus Placentagewebe (19 404 Expressionsprofile pro Kuh) von 20 Fall- und 20 Kontrolltieren sowie 40 860 informative SNPs wurden in eine Methode zur kombinierten Linkage/Linkage disequilibrium-Kartierung integriert, um expression QTL (eQTL)-Effekte zu schätzen. Mittels zweistufiger Varianzkomponentenanlyse konnten schließlich elf trans-eQTL detektiert werden, die einen signifikanten Zusammenhang mit dem Merkmal Placentaretention zeigten. Mit dieser Studie konnte eine wahrscheinliche Beteiligung der biologischen Prozesse Immunantwort, Apoptose und Degradation der Extrazellularmatrix and der Auslösung einer Placentaretention bestätigt werden. Zudem wurde MIR379 als neues Target innerhalb der Pathogenese der Placentaretention aufgedeckt. Diese erste eQTL-Kartierungsstudie in Rindern zeigte weiterhin, dass die Placentaretention als sehr heterogenes Merkmal aufgefasst werden darf.

Abstract

In cattle, foetal membranes are physiologically expelled within a few hours after calving. Nevertheless, about 3-12 % of cows fail to expel foetal membranes within a time period of 12 to 24 hours postpartum. This delayed detachment is called bovine retained placenta (RP). Although, several factors (e.g. gestation length, twins, calving problems, nutrition, metabolic disorders) have already been associated with an increased risk for RP the underlying pathomechanisms are still unclear. In order to improve the understanding of underlying pathological mechanisms, the aim of the present study was to elucidate genetic loci that are influencing gene expression with regard to the trait bovine RP. Placental transcriptome data (19 404 expression profiles per cow) of 20 cases and 20 controls as well as 40 860 informative SNPs were integrated in a combined linkage/linkage disequilibrium mapping method to estimate expression QTL (eQTL) effects. A two-step variance component analysis finally revealed eleven trans-eQTL related to RP in Holstein cattle. We confirmed a possible involvement of the biological processes immune response, apoptosis and extracellular matrix degradation in triggering RP and, in addition revealed MIR379 as a new target within the pathogenesis of RP. In conclusion, this work confirms previous studies and brings novel information (MIR379) on genes involved in the pathomechanisms of RP in cattle. Thereby, this first eQTL mapping study in cattle was able to demonstrate that RP is likely to be a very heterogeneous trait.

• Dokumententyp: Dissertationen (Dissertation, LMU München)
• Keywords: eQTL, Placentaretention, Rind
• Themengebiete: 500 Naturwissenschaften und Mathematik ; 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 590 Tiere (Zoologie)
• Fakultäten: Tierärztliche Fakultät
• Sprache der Hochschulschrift: Deutsch
• Datum der mündlichen Prüfung: 9. Februar 2013
• 1. Bericht­erstatter:in: Förster, Martin