馬のパフォーマンスに関連する遺伝子の同定と機能アノテーション。GWASからポストGWASまで

Identification and Functional Annotation of Genes Related to Horses' Performance: From GWAS to Post-GWAS.

• Thayssa O Littiere
• Gustavo H F Castro
• Maria Del Pilar R Rodriguez
• Cristina M Bonafé
• Ana F B Magalhães
• Rafael R Faleiros
• João I G Vieira
• Cassiane G Santos
• Lucas L Verardo

抄録

ゲノムデータと遺伝子ネットワーク解析を統合することは、遺伝的メカニズムを解明する上で重要な戦略となり得る。遺伝子ネットワーク解析は、遺伝子間で共有されている生物学的プロセスを探索したり、関心のある表現型に関連する転写因子（TF）を強調したりするために使用することができる。他の種とは異なり、遺伝子-TFネットワーク解析は馬の形質にはまだ十分に適用されていない。本研究では、(1)システマティックレビューにより馬のパフォーマンスに関連する候補遺伝子を同定し、(2)同定された遺伝子から生物学的プロセスと遺伝子-TFネットワークを構築し、馬のパフォーマンスに関連する最有力な遺伝子を明らかにすることを目的とした。システマティックレビューでは、20のキーワードを組み合わせて査読された論文を対象とした。その中から 9 つの論文を選択し、遺伝子ネットワークを介した機能解析を行うためのグループに分類した。その結果、合計669個の候補遺伝子が同定された。その中から、馬のパフォーマンスに関連するプロセス（例：バソプレシンによる全身動脈血圧の調節、アクチンの重合・脱重合の調節）に注目して、各グループの生物学的プロセスの遺伝子ネットワークを構築した。候補遺伝子に関連する転写因子も同定された。これらの生物学的プロセスと文献からのエビデンスに基づいて、馬のパフォーマンス形質に関連する主要な転写因子を同定し、転写因子と馬のパフォーマンスのための最も候補となる遺伝子を強調した遺伝子-TFネットワークを構築することができた。

Integration of genomic data with gene network analysis can be a relevant strategy for unraveling genetic mechanisms. It can be used to explore shared biological processes between genes, as well as highlighting transcription factors (TFs) related to phenotypes of interest. Unlike other species, gene-TF network analyses have not yet been well applied to horse traits. We aimed to (1) identify candidate genes associated with horse performance via systematic review, and (2) build biological processes and gene-TF networks from the identified genes aiming to highlight the most candidate genes for horse performance. Our systematic review considered peer-reviewed articles using 20 combinations of keywords. Nine articles were selected and placed into groups for functional analysis via gene networks. A total of 669 candidate genes were identified. From that, gene networks of biological processes from each group were constructed, highlighting processes associated with horse performance (e.g., regulation of systemic arterial blood pressure by vasopressin and regulation of actin polymerization and depolymerization). Transcription factors associated with candidate genes were also identified. Based on their biological processes and evidence from the literature, we identified the main TFs related to horse performance traits, which allowed us to construct a gene-TF network highlighting TFs and the most candidate genes for horse performance.