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del gato refleja una interacción compleja entre su entorno (nutrir) y su genética (naturaleza). Base de evidencia: Los datos presentados se extraen de publicaciones revisadas por pares relacionadas con la identificación de mutaciones y artículos relevantes sobre rasgos hereditarios y/o enfermedades. Los autores se basan en su experiencia personal y sus conocimientos en genética felina. Esquema: Este artículo revisa la cronología y evolución de las herramientas genéticas y genómicas pertinentes a la medicina felina. También se discuten posibles estrategias para mapear rasgos y defectos genéticos, y cómo estos impactan en la salud felina. La atención se centra en tres períodos históricos: (1) la investigación realizada antes de la disponibilidad del genoma del gato; (2) investigación realizada inmediatamente después de la disponibilidad de secuencias del genoma del gato; y (3) la investigación actual que va más allá del genoma de un gato y utiliza las secuencias del genoma de muchos gatos. Relevancia práctica: La salud doi: 10.1177/1098612X15581133 © iSFM y AAFP 2015 Importancia mundial: las razas de gatos se han dispersado por todo el mundo. Por lo tanto, los médicos de medicina felina deben conocer las razas comunes a su región y las mutaciones comunes que se encuentran dentro de esas poblaciones regionales. Las poblaciones de gatos domésticos criados al azar también pueden tener características y mutaciones genéticas definidas, que son igualmente dignas de entender por parte de los médicos especialistas en medicina felina. PRÁCTICA CLÍNICA DE JFMS 405 Revista de Medicina y Cirugía Felina (2015) 17, 405–415 Hasta la fecha, se han definido más de 70 mutaciones genéticas (variantes) en el gato; muchos involucran enfermedades, anomalías estructurales, color y textura del pelaje, incluidos numerosos que son clínicamente relevantes. Esta tendencia continuará a medida que se descifre más del genoma felino. Las pruebas genéticas y, eventualmente, la secuenciación del genoma completo, deberían convertirse en herramientas de diagnóstico de rutina en el cuidado de la salud felina en un futuro previsible. ENFERMEDADES EN GATOS Estrategias genéticas y genómicas durante tres décadas INVESTIGACIÓN DE HERENCIAS REVISIÓN CLÍNICA El gato domesticado de hoy Los gatos son un habitante doméstico común y representan una parte importante de muchas vidas humanas. De acuerdo con los datos de la encuesta, aproximadamente 86 millones de gatos tienen propietarios en los Estados Unidos1 y 2,4 millones en Australia.2,3 La mayoría de los gatos con propietarios son cruces domésticos criados al azar, mientras que solo una pequeña proporción constituye razas "elegantes" con pedigrí (10–15 % en los Estados Unidos,4 quizás el 25% en Australia5 ). Las poblaciones de gatos salvajes son omnipresentes en todo el mundo; dondequiera que se encuentren humanos (¡y también en muchos lugares donde no se encuentran!) es probable que haya una población de gatos salvajes. En Australia, se dice que la población de felinos asilvestrados supera en número a la población de gatos con dueño en aproximadamente 3 a 1 y, a veces, los miembros de esta población se cruzarán con gatos domésticos cruzados y con pedigrí. El nombre científico del gato doméstico es Felis silvestris catus, especie que pertenece a una de las 38 especies de Felidae (la familia de los gatos).7 Esta subespecie probablemente fue domesticada a partir de un antepasado de gato salvaje, Felis silvestris lybica, mediante la alteración de su ecología. 8 Hace alrededor de 10.000 años, con el surgimiento de la agricultura, los humanos pasaron de un estilo de vida de cazadores recolectores a asentamientos. La disponibilidad de cereales y otros alimentos en los asentamientos humanos y sus alrededores hizo que las poblaciones de roedores aumentaran sustancialmente de tamaño y atrajeron a la población progenitora de gatos monteses. Con el tiempo, y probablemente con la ayuda de la selección de un temperamento adecuado para la convivencia con las poblaciones humanas, la población progenitora se aisló de sus contrapartes salvajes y evolucionó hasta convertirse en el gato domesticado de hoy. Los grupos de gatos domesticados que rodean los asentamientos humanos en todo el mundo sirvieron posteriormente como fuente para el establecimiento de razas de gatos individuales. Los gatos salvajes y con dueño se denominan colectivamente "gatos domésticos". un submarino El desarrollo humano intencional de las razas de gatos siguió varias rutas, que se resumen en la Figura 1. Los procesos de desarrollo de las razas de gatos se describen Bárbara Gandolfi y Hasan Alhaddad 6 La disponibilidad de un genoma de gato ha permitido que florezca el campo de la genética felina. Hasan Alhaddad Doctor* *Autor para correspondencia: gandolfib@missouri.edu MisuriColumbia, Columbia, MO 65211, EE. UU. Bárbara Gandolfi Facultad de Ciencias, Departamento de Biología Edificio, 1600 E Rollins St, Universidad de Facultad de Medicina Veterinaria, W106 Vet Med Ciencias, Universidad de Kuwait, Safat, 13060, Kuwait Doctor Departamento de Medicina y Cirugía Veterinaria, Machine Translated by Google mundo.1113 Si bien los gatos salvajes son diversos en todos distinto de los implementados en otras especies de animales de compañía.9 Los gatos domésticos modernos la inmensa mayoría de los gatos en el independiente en las zonas rurales) representan la a través de la selección artificial de características físicas o de comportamiento específicas.12 población de especies), se establecieron razas desarrollo son relevantes para la discusión actual (ver el recuadro a continuación). gatos callejeros criados al azar y sin dueño o semi dueños (por ejemplo, gatos callejeros y gatos que viven aspectos (color del pelaje, longitud del pelaje, tamaño, tipo morfológico, es decir, la variación morfológica dentro de un Varias características históricas del pedigrí felino comprenden unas 40–55 razas designadas,10 sin embargo doméstico de la moderna abrumador criado al azar 40–55 razas y sin dueño gatos, pero el son propiedad Hay o semipropiedad en el mundo gatos salvajes. la mayoría de los gatos un rasgo deseable; 19,20 por ejemplo, el Sphynx, Devon Rex, Selkirk rasgo deseable (como orejas dobladas hacia adelante) requiere intenso requisitos de cuarentena (p. ej., Australia y Nueva Zelanda) las características físicas prescriptivas limitan el número de gatos parientes cercanos; ej., semental a hija) en generaciones sucesivas. recombinación Además, sólo una minoría de razas (como el criar en un país diferente. Tales eventos de cuello de botella dejan "huellas dactilares" en los genomas de gatos con pedigrí en forma de A menudo surgen consecuencias genéticas sobre la salud de esa raza. 21,22 tales prácticas de selección son la consanguinidad y la reducción de la variabilidad genética. Fijar el rasgo deseable suele ir de la mano con gatos para mejorarla diversidad genética. regiones de ascendencia compartida son signos de endogamia, su presencia facilita en gran medida los análisis genéticos en la localización de un efectos perjudiciales sobre la salud genética de la raza. Por ejemplo, diversidad limitada en el complejo mayor de histocompatibilidad uno o un número limitado de características estéticas, como el pelaje establecimiento de la raza es la alta prevalencia de características genéticas específicas ocurrió durante el establecimiento de la raza. Algunas fueron el resultado de factores externos como las guerras mundiales, que drásticamente escenario, el desarrollo de una raza a partir de un solo gato con un Se establecieron varias razas de gatos usando un solo gato con de una nueva raza en un país con una inmigración estricta y Rex, Scottish Fold, Bobtail y Munchkin. La selección de tales Un cuello de botella poblacional involucra la selección de un subconjunto de una población para establecer una nueva raza per se, o la introducción de una nueva raza. selección y varios apareamientos 'indeseables' (es decir, apareamientos entre restaurar la diversidad genética por medio de mutaciones espontáneas y Para establecer los estándares físicos de una 'raza pura', no intencionado American Wirehair) permiten cruces con cruces domésticos que se puede utilizar como material de base, y el resultado directo de regiones genómicas extendidas de ascendencia compartida. aunque largo rasgo o una enfermedad.24 fijar otros rasgos no relacionados (p. ej., tipo de sangre), así como rasgos indeseables, que en ciertas circunstancias pueden representar condiciones de enfermedad. La diversidad genética reducida a menudo tiene La consecuencia no deseada más comúnmente observada de longitud, textura y color14–18 (MHC) limita la competencia inmunológica. en lo mas extremo enfermedades en ciertas razas, atribuibles al enriquecimiento de alelos deletéreos combinado con diversidad genética reducida. números reducidos entre ciertas razas, o la introducción 406 JFMS PRÁCTICA CLÍNICA La edad relativamente joven de las razas ha limitado el tiempo para los gatos tienen dos mutaciones independientes de novo. (e) Hibridación entre dos razas. (f) Interespecies raza establecida. (d) Razas por ejemplo, un gato leopardo, Prionailurus bengalensis mutación. el rojo y el verde población. (c) Selección de la variación permanente dentro de un y el gato blanco estampado es, variación dentro de un criado al azar gato representa un gato doméstico establecido de novo hibridación. el negro solido REVISIÓN / Nuevas aproximaciones a la genómica y genética felina Continúa en la página 407 < La mayoría de las razas de gatos se establecieron seleccionando < Las razas de gatos son relativamente jóvenes, la mayoría tiene entre 20 y 200 años23 < Como en otras especies domesticadas, los cuellos de botella genéticos Figura 1 (a) Domesticación de gatos de un progenitor salvaje. (b) Selección de pie La domesticación de gatos y las rutas para la formación de razas. Desarrollo del pedigrí felino: características per ti nento ri cal Machine Translated by Google Recomendaciones generales para el estudio de las enfermedades genéticas felinasmiembros de la familia persa PRÁCTICA CLÍNICA JFMS 407 < A diferencia de los gatos con pedigrí, la población de felinos criados al azar es 'antigua', se remonta a aproximadamente 10 000 años y, por lo tanto, se caracteriza por un desequilibrio de ligamiento corto y bloques de haplotipos cortos24,25. El desequilibrio de ligamiento y los bloques de haplotipos son términos técnicos que explican la recombinación . estado de una región. La recombinación es la mezcla esencial de cromosomas homólogos (cromosoma 1 [C1] de la madre y C1 del padre) que tiene lugar durante la formación de los gametos (es decir, la meiosis). La cantidad de cambios aleatorios (recombinación) del genoma es proporcional a la edad de la población. En otras palabras, una raza muy establecida (en términos de número de generaciones) habría experimentado más cambios en el genoma que una raza nueva. Como resultado, los individuos de una población establecida albergarían pequeños segmentos que no se mezclan, mientras que los individuos de una nueva población tendrían segmentos más grandes sin recombinación. Los gatos cruzados domésticos no han sido seleccionados artificialmente por rasgos específicos o predisposición a enfermedades, y la selección natural probablemente habría favorecido una buena estructura, función y competencia inmunológica. < Muchas razas de gatos son genéticamente distintas pero diversas, lo que genera menos problemas de salud.12,24 Por el contrario, otras razas albergan una baja variación genética y la depresión consanguínea resultante puede generar problemas de salud distintos o simplemente reducir la salud general de la población. < Algunas razas de gatos se derivan de una raza "fundamental" más antigua, formando así familias o grupos de razas, como el grupo familiar persa20. El persa es una de las razas fundacionales y se caracteriza por un pelaje largo y una conformación craneal braquicefálica. Se establecieron muchas razas nuevas mediante el uso de nuevos rasgos únicos además de los rasgos conocidos en los gatos persas. Por ejemplo, el British Shorthair y el Exotic Shorthair pueden considerarse genéticamente gatos persas de pelo corto. De manera similar, los gatos Selkirk Rex son gatos persas con diferente textura de pelo (Figura 2).14,20 Tal estrategia de desarrollo de raza, que a menudo se basa en variantes de un solo gen, significa que los miembros de diferentes razas comparten las mismas preocupaciones de salud genéticas y generales. Un buen ejemplo de un problema de salud genético específico es la enfermedad renal poliquística (PKD).22 La mutación que causa la PKD está presente con alta frecuencia en la raza persa, así como en otras razas de la familia persa, como el británico de pelo corto, y en razas que utilizaron líneas persas, como la australiana Tiffanie. Estas características, comunes a todas las poblaciones criadas al azar en todo el mundo, influirán en la elección de herramientas genéticas para permitir el descubrimiento de rasgos que se segregan dentro de la población. La selección de las herramientas adecuadas para localizar un rasgo y el diseño general del estudio dependen de (1) el rasgo de interés, (2) la población en la que está presente el rasgo y (3) la historia de la población y la estructura genómica. Figura 2 El persa (a) es la raza base de los miembros de la familia persa (British Shorthair, Scottish Fold, Selkirk Rex). Estudios genéticos previos confirmaron que la familia contiene miembros genéticamente muy similares a la raza base. A menudo, las razas de gatos se caracterizan por un solo rasgo estético; en este caso el British Shorthair se caracteriza por el largo normal del pelaje (b), el Scottish Fold por las orejas plegadas (c) yel Selkirk Rex por el pelo rizado (d). Todas estas razas comparten la estructura braquicefálica de la cabeza. Viene de la página 406 d b REVISIÓN / Nuevas aproximaciones a la genómica y genética felina a C < Las enfermedades genéticas deben ser caracterizadas por veterinarios, idealmente especialistas en felinos con interés en enfermedades genéticas, o especialistas en sistemas de órganos. Una descripción completa de una enfermedad genética influye en gran medida en la recopilación de muestras clínicas apropiadas y las herramientas genéticas que se utilizarán en un estudio determinado. Los avances en la medicina veterinaria, y especialmente en el diagnóstico por imágenes, han permitido la caracterización precisa de los fenotipos anatómicos y fisiológicos de las enfermedades felinas y han reducido la posibilidad de una asignación incorrecta del fenotipo, lo que repercutiría en los análisis genéticos posteriores. La caracterización de la enfermedad hereditaria suele ser más fácil cuando existe una enfermedad genética comparable en humanos, otros animales domésticos, roedores u otros organismos modelo. en tales circunstancias, a menudo se puede reducir el tiempo requerido para identificar una mutación genética causante. Para que un estudio de enfermedades genéticas en gatos sea fructífero, se deben considerar las siguientes recomendaciones: < Las muestras deben recolectarse de diversas poblaciones y razas Esto es esencial para realizar pruebas genéticas apropiadas y proporcionar suficientes muestras de control para cualquier Machine Translated by Google < Herramientas genéticas: técnicas destinadas a comprender la ciencia de la herencia y las diferencias resultantes de la interacción de los genes de un organismo (las técnicas incluyen la clonación, los modelos knockout, la expresión y la interacción de proteínas). < Herramientas genómicas: técnicas destinadas a resolver y estudiar la estructura, función, evolución y mapeo de diferentes genomas de organismos (las técnicas incluyen la secuenciación del genoma completo, el mapeo de híbridos de radiación, el genotipado de matriz de alta densidad). Tabla 1 Resumen de los principales enfoques genómicos utilizados para identificar una mutación J Felino Med Surg 2015; 17: 203–219 nuevas mutaciones de mas rapido y identificacion de Desarrollo con no deseado rasgos. las herramientas genéticas promueven la rápida asociado más preciso < Las pruebas genéticas deben implementarse sobre la base de una suma de toda la información disponible (fenotipo de la enfermedad, análisis genealógico, modo de herencia, etc.) Un rasgo, causado por una sola mutación genética, puede heredarse de forma dominante, recesiva o ligada al sexo . Los animales que se reproducen sexualmente tienen dos copias de la mayoría de los genes. Las dos copias, llamadas alelos, pueden ser iguales o ligeramente diferentes. El alelo que difiere del alelo altamente representado (normal o salvaje) podría representar la 'mutación' asociada con un cambio fenotípico en el animal. Para que se exprese un rasgo recesivo, se necesitan dos copias del mismo alelo mutante (como en el caso de hipopotasemia o rasgos sin pelo en gatos). Un rasgo dominante requiere solo una copia del alelo mutante para expresarse fenotípicamente (como PKd felino o pelaje rizado Selkirk Rex). Un rasgo ligado al cromosoma X (una forma de herencia ligada al sexo), como sugiere el nombre, está vinculado y se segrega con el cromosoma X. Los machos heredan un solo cromosoma X de la madre, mientras que las hembras heredan dos copias, una de la madre y otra del padre. La expresión de un fenotipo ligado al cromosoma X en un hombre se logra independientemente del modo de herencia, mientras que las mujeres reciben dos copias del cromosoma X y la expresión del fenotipo depende de la naturaleza de la mutación (recesiva o dominante). análisis. La recolección de muestras debe ser un proceso continuo porque es importante mantener la vigilancia de la variación genética dentro de una población. Un ejemplo clásico de herencia ligada al cromosoma X es la coloración naranja.26 < Se deben buscar oportunidades para la investigación comparativa. Potencialmente, se podría desarrollar un modelo felino de la enfermedad humana mediante el estudio de las mutaciones de la enfermedad felina y, al mismo tiempo, se desarrollan estrategias para eliminar la mutación de la enfermedad de la población reproductora felina. . Los primeros estudios de los cromosomas mitóticos del gato doméstico, iniciados en la década de 1970, revelaron un cariotipo compuesto por 18 pares de cromosomas autosómicos y el par de cromosomas sexuales XY.27,28 El cariotipo felino y los primeros estudios de mapeo genético indicaron que el gato tiene un genoma organización más parecida a la de los humanos que a la del ratón o del perro. < Se deben reclutar los gatos apropiados Seleccione los casos apropiados (gatos sospechosos de portar una enfermedad genética) y controles (gatos normales) que compartan una ascendencia genética tan similar como sea posible. Los aspectos más destacados de esta era de la investigación genética fueron el desarrollo de herramientas genéticas para el gato doméstico y una mejor comprensión del genoma del gato como resultado del proyecto del genoma humano. A partir de entonces, y durante casi tres décadas, los recursos genéticos y genómicos para gatos han estado en producción, progresando desde (1) paneles de híbridos de células somáticas,29 hasta (2) mapas de vínculos entre especies e intraespecies ,26,30,31 y ( 3) paneles híbridos de radiación,32,33 a (4) integración de estas primeras tecnologías con la secuencia del genoma. Antes de la era del genoma del gato Mutaciones del ADN del gato: lo bueno, lo malo y lo feo Un artículo de la edición de marzo de 2015, de Leslie A Lyons, revisa los conceptos básicos de la genética, las pruebas disponibles para los gatos y las fuentes para las pruebas genéticas. El desarrollo de técnicas más rápidas y precisas promueve la rápida identificación de nuevas mutaciones asociadas con rasgos no deseados en los gatos. 408 JFMS PRÁCTICA CLÍNICA En la Tabla 1 se resumen las posibles estrategias y técnicas que se pueden usar para mapear rasgos. La siguiente discusión revisa la cronología de las mejoras progresivas en las herramientas genéticas y genómicas para el gato y los descubrimientos asociados con cada período de tiempo. Desventajas Asociación de todo el genoma Análisis rápido. La región de asociación para la enfermedad varía de 500 kilobases (kb) a 10 millones de bases (mb) Extremadamente caro. Necesita espacio de almacenamiento de datos, habilidades bioinformáticas y suficientes controles para excluir mutaciones no causales Una vez que se identifica una región, es necesario identificar y secuenciar un gen candidato dentro del intervalo asociado. Identifica la mutación causante.Podría ser necesario un mapeo fino seguido de la secuenciación del gen candidato Caro. Necesita un muestreo adecuado y un número suficiente de casos y controles. Requiere mucho tiempo recolectar suficientes muestras para el estudio. Análisis de ligamiento Identifica una gran región de asociación en ausencia de un gen candidato conocido Ventajas Rápido. Más económico) REVISIÓN / Nuevas aproximaciones a la genómica y genética felina Método Secuenciación de genes candidatos Necesita pedigrí multigeneracional y resultados en grandes regiones de asociación. Secuenciación de todo el genoma Necesita estudio previo en el que se describa bien la función del gen y el fenotipo Machine Translated by Google REVISIÓN / Nuevas aproximaciones a la genómica y genética felina 26 PRÁCTICA CLÍNICA JFMS 409 mapa genético del gato y facilitó el mapeo nefropatía. limitaciones, pero El enfoque de fusión somática proporcionó la primera poliquístico algunos importantes de hemoglobina beta al cromosoma D1 y tirosinasa al cromosoma D4. eso condujo a responsable de como genómico de la mutación el descubrimiento dominante el análisis tiene autosómico herramienta, enlace de probable implicación. refutar la herencia conjunta de marcador(es) con el indicando si el gen reside en el gato método desarrollado para análisis genéticos. aproximadamente 250 marcadores de microsatélites,30 puede ser bastante difícil convencer a los criadores de que están cerca uno del otro. El mapa resultante 2004, ayudó al enfoque de genes dirigidos que El análisis es grande y alberga una gran cantidad de genes candidatos.logrado primero por la identificación de marcadores, Los marcadores de elección para los análisis de ligamiento son Sin embargo, como herramienta genómica, hay algunos conduce a la integración de los cromosomas de la lugar geométrico, 114 para encontrar el lugar geométrico de manchado y 134 para revelar qué cromosomas específicos del gato o (HBB) al cromosoma D1 del gato y tirosinasa enfoque del gen candidato para secuenciar regiones serán heredados independientemente (segregación el gato, que comprende 105 loci.34 Loci (plural de Paneles híbridos de células somáticas entre gatos individuales, que se puede utilizar como el pedigrí grande y extendido necesita ser genotipado Esto apoyó estudios genéticos basados en pedigrí para rasgos mendelianos simples en gatos, como El método utiliza la información en un genoma felino ofrecen una mejora en la resolución sobre los mapas híbridos de células somáticas, con la necesita ser desarrollado. Este mapa establece facilitó el mapeo de la hemoglobina beta marcadores variables seleccionados en todo el genoma. Atigrado, líneas celulares de un gato y un roedor. Esta fusión Mapas híbridos de radiación Los mapas híbridos de radiación proporcionan un mapeo más fino de los marcadores, con una resolución de uno. el fenotipo y las relaciones entre los individuos. Los resultados del genotipado probarán o y los asigna a los cromosomas. Esto es región cromosómica específica. Marcadores que residen en diferentes cromosomas región genómica identificada por el enlace genetistas felinos con el primer mapa genético de experimentar más recombinación que los marcadores crear un pedigrí de raza Bengala. Este mapa, en Mapas basados en recombinación genética de la implementado, un mapa de recombinación genética se pueden estimar los marcadores más cercanos. La detección de una región de ligamiento es seguida por una resultados significativos (64 gatos para encontrar el Tabby de los cromosomas en cada línea celular puede cromosoma dependerá de la probabilidad de eventos de recombinación. marcadores que son término se utiliza para referirse a ubicaciones de variabilidad Para estudiar una enfermedad o un fenotipo felino en particular mediante el análisis de ligamiento, los miembros de una marcadores genéticos variables (microsatélites).36 más separados unos de otros es probable que cruzado con el Gato Leopardo (P bengalensis) para marcadores para análisis genéticos. Este enfoque pedigrí junto con los genotipos de para los marcadores del mapa genético previamente caracterizados. El pedigrí proporciona la información necesaria sobre la herencia de Un híbrido de células somáticas es el resultado de la fusión de entre el gen causante del fenotipo y 37 Spotting31 y Naranja. con asignación fenotípica precisa para obtener patrón de herencia en un pedigrí extendido. los estudios deben ser variables entre los individuos del pedigrí. Por último, en algunos casos la En 1997, este enfoque de mapeo proporcionó grandes pedigríes felinos se utilizaron para mapear más genoma En el caso del mapa genético, este interdistancia genética conocida. Los mismos marcadores pueden emplearse para estudiar enfermedades genéticas mediante análisis de ligamiento. cromosomas de la línea celular de roedores. Análisis Análisis de vinculación núcleo. Las líneas celulares se pueden ensayar para determinar la presencia o ausencia de proteínas específicas, por lo que y distancia entre genes en un cromosoma. Esta técnica es probablemente la más antigua. En 1999, la primera versión del mapa de ligamiento basado en híbridos entre especies felinas contenía disponibles para la mayoría de las enfermedades genéticas y mantener una colonia de gatos segregados por una enfermedad es una tarea muy costosa; de hecho, lo STRs), que exhiben un alto grado de variabilidad entre individuos. Para que este método sea herencia de marcadores ubicados en el mismo seguido de un análisis cuidadoso de los marcadores y usó un pedigrí donde los gatos domésticos eran repita un apareamiento clave para confirmar un rasgo como su tabla. Además, los marcadores utilizados en la vinculación cromosoma. Microsatélites de ADN (repeticiones cortas en tándem – gato, o partes del mismo, en el núcleo y (TYR) al cromosoma D4.35 fenotipo en estudio. La distancia genética limitaciones importantes. Por ejemplo, los análisis de ligamiento requieren grandes pedigríes extendidos 'locus') son ubicaciones específicas dentro del y surtido independiente), mientras que el condujo al descubrimiento de la mutación responsable de la PKD autosómica dominante.22 Otros contiene marcadores en cada cromosoma con un las ubicaciones relativas de los marcadores de variables marcador por 40 kb para el último panel creado en 2012.38 Un mejor mapa permite la localización precisa de los rasgos bajo investigación a un encontrar naranja). Genealogías tan extensas no son partes de los cromosomas entraron en el roedor beneficios adicionales de estimar el orden de los genes Machine Translated by Google REVISIÓN / Nuevas aproximaciones a la genómica y genética felina tasa de éxito limitada en la obtención de secuencias cat Los estudios genéticos felinos en esta época se centraron en sirve como un gen candidato. Debido a la falta de un A pesar de estos éxitos, los riesgos involucrados similar al periódico hipopotasémico humano lento y costoso, debido a la genoma Seidentificaron millones de SNP en florezca el campo de la genética felina. Investigadores sobre la disponibilidad de recursos genéticos y la donde mutaciones en diferentes genes (como genoma (parte no condensada del genoma); El marco conceptual de un GWAS Las mutaciones se llevaron a cabo utilizando un candidato ADN). Imprimadores diseñados en conservados a veces, la enfermedad humana "modelo" no es en realidad equivalente a la enfermedad felina, como era fase. La secuenciación de diferentes razas de gatos, el genoma del gato, fue construido para uso comercial por investigadores. La matriz SNP puede proporcionar una en su lugar, podrían centrarse en el específico ruta; por lo tanto, el gen candidato equivocado En 2007, el primer genoma de gato fue obtenido por comunidad con un recurso valioso. Adicional los individuos enfermos se vuelven similares a los individuos normales, excepto por la región que rodea el sitio de la mutación. Variaciones cerca El enfoque genético puede ser con frecuencia laborioso, genoma proporcionó la genómica felina com apareamiento entre individuos enfermos y normales, el fondo genético único de la Primeros estudios genéticos felinos enfermedad hereditaria de los humanos, el gen humano gen en gatos afectados. Tal enfoque dio como resultado la identificación de una serie de mutaciones que producen enfermedades en los gatos.15,18,22,39–43 la raza birmana; se pensaba que esto era polimorfismos de nucleótidos [SNP]) a través de la (GWASs) para enfermedades de gatos (Figura 3). La disponibilidad de un genoma de gato permitió la recombinación entre ellos (los marcadores están en herramientas. Intentos de descubrir una enfermedad hereditaria (pequeñas secuencias de nucleótidos utilizadas para amplificar de genes de otras especies. Además, Además del gato de referencia (Abisinio), en esta secuenciación se utilizaron varios gatos más. aproximadamente 63.000 variaciones de SNP en los análisis bastante limitados basados en el pedigrí. especies de mamíferos para diseñar experimentos. diferentes genes dentro de un solo bioquímico túbulos renales (ver más adelante). secuencias de gran similitud entre otros diferentes especies como resultado de mutaciones en con una coloración de pelaje similar.44–48 El candidato la baja cobertura (1.9x), el primer gato ensamblado la mutación surge en un fondo genético específico. A través del tiempo, y debido al azar La enfermedad genética se caracteriza fenotípicamente y se encuentra que comparte similitudes fisiopatológicas con una caracterizada previamente. enfoque genético. el caso de la polimiopatía hipopotasémica en Se utilizan secuencias para estudiar al candidato. gatos salvajes y gatos salvajes permitió la identificación de la variación genética (es decir, El enfoque del gen candidato varía según una situación es la entidad de manchas blancas, Gato abisinio.49 Esta secuencia del genoma representó aproximadamente el 60% de la eucromática estudios sobre enfermedades genéticas de los gatos. mutación causante de la enfermedad debido a la falta de una región genómica específica utilizando la disponibilidad en un gen candidato a través de una serie de especies de mamíferos se utilizaron para diseñar cebadores utilizando cebadores diseñados en regiones conservadas era una enzima defectuosa (quinasa WNK4) en el aproximadamente el 80% del genoma del gato.50,51 en Array SNP denso de 63 000 illumina, que contiene La disponibilidad de una matriz SNP densa proporcionó el recurso necesario para la implementación de análisis basados en la población en lugar de parálisis (una canalopatía que afecta la membrana de la célula muscular), cuando en realidad el problema cada población de gatos y un número considerable fueron aptos para análisis genéticos para varias poblaciones. En consecuencia, en 2012, un Estudios de asociación del genoma completo ya no es necesario buscar conservado en tal enfoque no debe ser subestimado. El fenotipo de una enfermedad puede ser similar en fenotipo de enfermedad observado. Cuando un felino MITF, PAX3, SOX10 o KIT) pueden asociarse La eucromatina comprende la porción más activa del genoma (genes expresados). a pesar de El enfoque se basa en la noción de que una enfermedad desequilibrio de ligamiento con la mutación descripción general de genomas completos de cientos de gatos en un solo experimento, que posteriormente permite la asociación de todo el genoma secuencias del genoma de referencia del gato. puede ser elegido para el estudio. Un ejemplo de tal secuenciación del genoma de una hembra endogámica secuenciación de varias razas de gatos cubiertas Esta herramienta genética allanó el camino para nuevos la mutación causante de la enfermedad estaría, por lo tanto, asociada de forma no aleatoria con la la localización de alelos productores de enfermedades para genoma del gato (en ese momento), secuencias conservadas comparado con los controles son estudiar de casos y acercarse. asociación análisis número más bajo un genoma completo significativamente el enlace necesitado para El proyecto del genoma felino 410 JFMS PRÁCTICA CLÍNICA secuencia del genoma. La ventaja de tener un localizar mutaciones causantes de enfermedades. era destacó la necesidad de un gato preciso implementando herramientas genéticas más avanzadas para basado en una referencia del genoma del gato, así como estudios realizados durante el genoma pregato La relativa escasez de éxitos en genética La secuencia del genoma es la facilidad de aplicar un enfoque de gen candidato mediante la secuenciación de genes. Machine Translated by Google Ejemplo hipotético de un estudio de asociación del genoma completo en gatos 411 sitio). Así, comparando gatos enfermos (casos) a pesar de esta limitación, se informaron muchos estudios exitosos, con diferentes números de La matriz SNP fue fundamental en la identificación de la mutación marcadores genéticos estadísticamente únicos solo cerca herencia y el rasgo en estudio (Cuadro 2). y se identificó una mutación en WNK4 . Del mismo modo, la base genética de la se necesitan controles en comparación con el enfoque de análisis de la antigüedad de los enlaces. La condición hereditaria de polimiopatía hipopotasémica de los birmanos fenotipos en gatos, genoma Cuando se detectan marcadores asociados, se crea una región cromosómica refinada. Los gatos persas se localizaron en causando la textura del cabello rizado utilizando la secuencia del genoma del gato de referencia. La matriz cat illumina 63K SNP era relativamente baja. usando la matriz.53 gatos rex.16 enfermedades hereditarias, la con los normales (controles), los individuos que portaban una mutación de la enfermedad demostrarían casos y controles, dependiendo del modo de Un número significativamente menor de casos y asociado con varios el sitio de la mutación y en ningún otro lugar en el Se encontró gato Bobtail japonés 52 y Scottish Fold (B Gandolfi, B Haase y L Lyons, datos no publicados). La atrofia retinal progresiva(PRA) de incluyendo la mutación identificado, lo que permite una búsqueda de genes candidatos y los gatos tonquineses se abordaron con un GWAS en Selkirk Rex14 y Cornish una pequeña región genómica La densidad del marcador de la primera generación. Más allá de la genética de Pelo RIZADO Recesivo 27 161 Polimiopatía hipopotasémica Dominante 12 60 *Mutación identificada utilizando datos de matriz y métodos de genética de poblaciones. NA = no aplicable, FIP = felino infeccioso Recesivo 35 N / A* 38 Dolor orofacial REVISIÓN / Nuevas aproximaciones a la genómica y genética felina Multigénico (?) Modo de herencia Número de casos Número de controles Muñeca de trapo pelo rex 44 Rex de Cornualles 25 23 Multigénico (?) peritonitis Orejas dobladas Fold escocés dominante Rasgo Selkirk Rex 9 55 FIP birmano 29 Birmano recesivo (?) Criar birmano 38 Tipo de sangre Tabla 2 Resumen de estudios exitosos de asociación de todo el genoma sobre el modo de herencia de un rasgo, la edad de la mutación población. El número de casos y controles puede variar, según cromosomas en colores alternos, y los marcadores (SNP) se organizan dentro de cada cromosoma de acuerdo con su (abajo). Debido a las diferencias en los antecedentes genéticos y con la enfermedad El eje x representa los diferentes casos (arriba) es diferente al que se encuentra en los controles causa la enfermedad Cada punto en el gráfico representa la asociación de un marcador región que muestra la asociación más significativa. En el región de la asociación la variación del marcador dentro de la Se secuenciaría un gen en busca de una mutación que medido y trazado para una comparación de todo el genoma. SNP) con la enfermedad. La asociación de cada marcador es (flecha roja). ( c ) Análisis de haplotipos de las variantes en el responsable de la enfermedad (estrella roja). El probable candidato asociación de un marcador (polimorfismo de un solo nucleótido; está altamente asociado exhibiría un gran log ( valor P ) la asociación permite la selección de un posible gen candidato genomas (b) Un análisis de asociación del genoma completo prueba la cada marcador SNP se traza en el eje y. Cuando el marcador región puede ser identificado en los casos (barra roja y vertical líneas puntedas). (d) Inspección visual de la región única de prueba de asociación (que mide una significación estadística) de y selección artificial sobre la población. Tanto los gatos enfermos como los normales son genotipados para marcadores a lo largo de su posición en el cromosoma. El –log ( valor P) de la historia de recombinación entre casos y controles, una única Polimiopatía hipopotasémica periódica en gatos birmanos y parientes cercanos: una revisión que incluye los datos genéticos más recientes PRÁCTICA CLÍNICA JFMS Figura 3 (a) Gatos con una enfermedad genética (casos) y contrapartes normales (controles) se seleccionan de la misma número analiza las manifestaciones clínicas, el estudio y el tratamiento de la polimiopatía hipopotasémica mutación como causa de hipopotasemia en perspectiva de erradicación de enfermedades en estas razas. Los gatos birmanos y afines ofrecen la Una reseña adjunta en las páginas 417–426 de este y analiza cómo el descubrimiento de un WNK4 Machine Translated by Google REVISIÓN / Nuevas aproximaciones a la genómica y genética felina internistas felinos y científicos básicos con interés en la < Publicar! Escriba el caso en una revista arbitrada con presencia en línea (p. ej., JFMS Open Reports). Si no tiene suficiente tiempo o información, escriba una Carta al Editor. Esto podría hacer que otras personas que vean casos en el futuro (o que hayan visto casos en el pasado) se comuniquen con usted. < Llegar a los investigadores Contacto nacional e internacional Tal prueba debería funcionar en sangre, sangre absorbida en papel secante y frotis de mejilla. Idealmente, los criadores deberían poder realizar pruebas independientes de los veterinarios para maximizar la aceptación al reducir los costos. Idealmente, las sociedades de criadores deberían tener un esquema mediante el cual una base de datos de gatos normales conocidos y afectados esté disponible gratuitamente. < Recopile imágenes y otros datos Obtenga fotografías, videos, radiografías, imágenes ecográficas, fotografías y datos de laboratorio del paciente y de cualquier otro gato afectado. El objetivo final es desarrollar una prueba de PCR económica para confirmar el diagnóstico en las personas afectadas y detectar portadores. < Comuníquese con la sociedad de razas Si el problema está en un gato con pedigrí, consulte a la sociedad de razas y busque su interés y cooperación. PRÁCTICA CLÍNICA JFMS < Averigüe quién crió al gato afectado Obtenga el pedigrí si es posible y muestras de sangre/bucales del padre, la madre y cualquier hermano disponible. Trate de convencer al criador para que repita el apareamiento. Investigación de enfermedades genéticamente heredadas. Si tiene éxito, haga arreglos para que se obtengan hisopos de sangre/bucales de los gatos, padres, madres y hermanos afectados. gatos Acérquese a los especialistas locales ya las prácticas exclusivas para felinos, y comuníquese con los servidores de listas de felinos (p. ej., el servidor de listas de miembros de ISFM, la Red de Información Veterinaria, los servidores de listas de ACVIM y ECVIM). < Registre los datos de identificación Si está realizando un estudio de más de un individuo, recopile el número de microchip o el número de tatuaje y una fotografía del caso (paciente) o de los controles. < Recoger material adecuado para la extracción de ADN del paciente Hisopos bucales (almacenados secos a temperatura ambiente) y sangre con EDTA (1–2 ml; almacenada congelada en el congelador de práctica a –20 °C) de pacientes vivos y órganos parenquimatosos ( congelados) de pacientes que han muerto o han sido sacrificados. < Póngase en contacto con colegas que pueden haber visto afectados de manera similar G enética 101 para el médico felino ocupado Qué hacer cuando sospecha que el problema de un gato puede ser heredado o genéticamente programado 412 < El modo de herencia del rasgo que se investiga (dominante, recesivo, ligado al sexo, multigénico) influye en el número de muestras necesarias Se requieren menos casos para un rasgo recesivo,16 mientras que se necesitan muchos más para un rasgo dominante14 o un rasgo multigénico con un riesgo relativo.54 < Es probable que las estrategias de reproducción practicadas dentro de la población (consanguinidad, consanguinidad) afecten el número de muestras requeridas . poblaciones El éxito reciente en la identificación de varios rasgos nocivos dentro de la raza birmana (como polimiopatía hipopotasémica, dolor orofacial Además, la variación genética en la matriz SNP actual se seleccionó y diseñó en función de unas pocas poblaciones de gatos comparativamente, lo que la hace más adecuada para algunas razas/ poblacionesque para otras. Los avances actuales y futuros en las tecnologías de secuenciación de ADN probablemente superarían estos obstáculos. < Un fenotipo/enfermedad muy bien definido y homogéneo dentro de la población de casos ayudará a excluir factores de confusión del estudio y apoyará la selección de controles apropiados. Por ejemplo, en el estudio de ceguera de inicio temprano en gatos persas, los casos apropiados son gatos con similar edad de inicio y progresión de la enfermedad. Los controles apropiados son gatos de la misma raza, videntes y mucho más allá de la edad de aparición de la enfermedad.51 Los pocos estudios publicados hasta la fecha han demostrado que la densidad de la matriz actual es, para algunos estudios, insuficiente para localizar una enfermedad a un región suficientemente pequeña del genoma para el análisis de genes candidatos. y una malformación craneofacial) se asocia con el nivel de endogamia dentro de la raza. de hecho, como se mencionó anteriormente, se necesitan menos individuos si existe un antecedente genético común dentro de una raza (alto desequilibrio de ligamiento). Además, el uso de casos de un estudio puede servir como control para otro estudio de enfermedad/rasgo dentro de la misma raza, lo que reduce el costo del estudio y la cantidad de muestras a recolectar. Sin duda, el enfoque GWAS ha permitido a los investigadores superar las limitaciones y restricciones del uso de métodos basados en pedigrí, como el análisis de ligamiento. Sin embargo, hay una serie de factores que influyen en el éxito de GWAS en gatos. Para nombrar algunos: < El número de muestras necesarias para un análisis exitoso depende de la presión selectiva impuesta sobre el rasgo bajo estudio Se requieren menos casos para un rasgo bajo selección positiva en la población, como el color del cabello (B Gandolfi, inédito data) o textura,14,16 mientras que se requieren más muestras para la localización e identificación de un locus de enfermedad,21 que generalmente está bajo presión de selección negativa. Machine Translated by Google REVISIÓN / Nuevas aproximaciones a la genómica y genética felina Pronto se realizará la secuenciación del genoma completo para cada caso genético interesante que vea el veterinario, lo que conducirá al descubrimiento de nuevas mutaciones genéticas. PUNTOS CLAVE < La secuenciación del genoma completo puede superar en gran medida las limitaciones de los números bajos < Un ejemplo interesante es la polimiopatía hipopotasémica en la raza birmana. El primer ADN < Una enfermedad bien caracterizada por veterinarios y la recolección de muestras siguen siendo clave para cualquier estudio exitoso de enfermedades genéticas felinas. < Los recursos genéticos disponibles para gatos ya no son un factor limitante para los estudios de < Veterinarios de atención primaria en la práctica general de pequeños animales, médicos felinos y órganos fue recolectado y archivado de un gato afectado en la década de 1990. Después de 20 años, suficiente especímenes, y los fondos para apoyar dichos estudios. de pacientes enfermedades hereditarias. El único factor limitante es la adquisición de suficientes casos y controles. en 2012. materiales de investigación apropiados (pacientes) para permitir un estudio. los especialistas en sistemas deben unir fuerzas entre sí y con los científicos básicos para recopilar los casos y los controles estaban disponibles y finalmente se utilizaron para caracterizar la mutación causante y lanzado al público en 2011, es una mejor pedigrí, y a menudo tiene éxito en los rasgos dentro de una raza o entre razas. variantes genéticas que difieren entre las poblaciones de gatos. La disponibilidad de un genoma ha costo de la secuenciación y la falta de un robusto atrofia progresiva de la retina en Bengala y practicante ve, lo que lleva al descubrimiento de enfoque para caracterizar tal enfermedad genética esporádica es aplicar un genoma completo muestras de tejido La secuencia del genoma completo recursos valiosos. locus utilizando un estudio de asociación requiere la bytes) que requiere bioinformática especializada pronto se realizará la secuenciación para cada esto impide la producción de afectados adicionales permitió un impresionante y rápido progreso en base de datos de secuencias genómicas de gatos sanos. se implementará rápidamente en el futuro, ya que el costo de la tecnología de secuenciación ya han sido castrados, y su madre, directamente utilizando modernas herramientas bioinformáticas. colocado, y contiene polimorfismos y Las principales desventajas son la actual alta identificará los polimorfismos que pueden ser utilizando las estrategias mencionadas anteriormente.55,56 de un gato enfermo se puede comparar directamente genoma ensamblado, donde muchos anteriormente razas persas) están siendo secuenciadas, y La ventaja de la secuenciación del genoma completo es que puede identificar directamente las mutaciones que causan enfermedades sin realizar estudios de candidatos. nuevas mutaciones genéticas. estrategia de secuenciación. La secuenciación del genoma completo requiere ADN de alta calidad extraído de segregación del locus en una población o un conocimientos y recursos. Actualmente, varios 'tríos' (un individuo afectado y sus padres) que segregan por rasgos de enfermedad (como El genoma del gato actual, ensamblado en 2010 investigado más a fondo para identificar la enfermedad que causa la mutación. Este poderoso enfoque interesante caso genético que el veterinario De hecho, en la mayoría de los casos, los gatos gatos a través de apareamientos repetidos clásicos, endogamia y escenarios de apareamiento de prueba. El mejor con la de un gato normal (preferiblemente los padres y hermanos) para identificar la mutación La secuenciación del genoma del gato ha proporcionado a la comunidad de genómica felina dos reduce Sin duda, todo el genoma las secuencias sin ensamblar ahora están correctamente esperemos que los análisis genómicos posteriores análisis de genes o secuenciación específica de genes. genética felina, desde el rasgo de un solo gen hasta el análisis de rasgos complejos. La localización de un rasgo. Además, la secuenciación del genoma completo genera una enorme cantidad de datos (tera Sin embargo, muchas enfermedades felinas aparecen aleatoriamente en gatos individuales y no se pueden estudiar. padre y hermanos pueden ser imposibles de localizar; Más allá de un solo genoma de gato PRÁCTICA CLÍNICA JFMS 413 Machine Translated by Google REVISIÓN / Nuevas aproximaciones a la genómica y genética felina Los autores desean agradecer al Dr. Richard Malik por los útiles debates y la asistencia editorial, y a Alessandra Piersanti, Maria Palmieri, Monica Venturato y Magdalena Zdrodowska por brindar acceso a sus gatos para las fotografías. Linfoma felino en la era posvirus de la leucemia felina. J Vet Intern Med 2005; 19: 329–335. Localización del fenotipo de color naranjaligado al cromosoma X utilizando familias de recursos felinos. Anim Genet 2005; 36: 67–70. La pura verdad: los gatos Sphynx y Devon Rex engendran mutaciones en KRT71. Mamm Genoma 2010; 21: 509–515. 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El locus del gato Tabby se mapea en el cromosoma B1 felino. 56 Phillips AM, Fawcett AC, Allan GS, et al. Raquitismo no tipo 1, no tipo 2 dependiente de vitamina D en un gatito Cornish Rex de 3 meses. J Felino Med Surg 2011; 13: 526–531. 45 Brooks SA y Bailey E. La omisión de exón en el gen KIT provoca un patrón de manchas de Sabino en los caballos. Mamm Genoma 2005; 16: 893–902. 54 Golovko L, Lyons LA, Liu H, et al. Susceptibilidad genética a la peritonitis infecciosa felina en gatos de Birmania. VirusRes 2013; 175: 58–63. 51 Montague MJ, Li G, Gandolfi B, et al. 40 Grahn RA, Ellis MR, Grahn JC, et al. Una nueva mutación CYP27B1 causa un raquitismo felino dependiente de vitamina D tipo IA. J Felino Med Surg 2012; 14: 587– 590. 44 Hauswirth R, Haase B, Blatter M, et al. Las mutaciones en MITF y PAX3 causan "salpicaduras blancas" y otros fenotipos de manchas blancas en los caballos. Mapeo genético comparativo en el gato doméstico (Felis catus). 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PRÁCTICA CLÍNICA JFMS 415 33 MenottiRaymond M, david VA, Roelke ME, et al. 77: 374–378. 30 MenottiRaymond M, david VA, Lyons LA, et al. 53 Alhaddad H, Gandolfi B, Grahn RA, et al. 354–362. 356–366. 39 Buckingham KJ, McMillin MJ, Brassil MM, et al. Machine Translated by Google
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