Institut für Tierzucht und Vererbungsforschung an der Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover
Projektleitung an der Stiftung: Prof. Dr. Dr. habil. Ottmar Distl
„Exploration von assoziierten genetischen Varianten für Osteosarkome und hohe Lebenserwartung sowie der Entwicklung einer Genomischen Selektion auf eine hohe Lebenserwartung bei Leonberger Hunden in Zusammenarbeit mit dem Deutschen Club für Leonberger Hunde e.V.“
Projektdauer: 18 Monate (01.07.2017 – 31.12.2018)
Projektbegründung
Lebensdauer und Lebenserwartung sind bei Hunden hocherbliche Merkmale. Dies belegen auch viele Studien beim Menschen und Modelltieren. Die Attraktivität dieses Ansatzes kommt aus neuen Erkenntnissen aus der Humanmedizin über sog. AntiAging Gene. DNA-Reparaturgene und Gene mit Einfluss auf das Zellwachstum haben einen entscheidenden Einfluss für ein Erreichen eines sehr hohen Lebensalters. Diese Gene ermöglichen ein sehr hohes Lebensalter bei geringer Krankheitsinzidenz ( Anzahl neu aufgetretener Krankheitsfälle ), da diese Gene Defektvarianten abpuffern können. Aus diesem Grunde ist ein züchterischer Ansatz, der eine Positiv-Selektion von Tieren beinhaltet, die sehr alt geworden sind und dieses hohe Alter ohne schwerwiegende Erkrankungen erreicht haben, ein äußerst praktiabler Ansatz, um die Lebenserwartung bei Leonberger Hunden zu erhöhen.
Ziele
· Aufbau einer elektronischen Datenbank für Leonberger Hunde mit Erfassung von möglichst vielen Vorfahren und deren Sterbedatum und soweit möglich, der Todesursache
· Aufbau einer Biobank über EDTA-Blutproben und Gewebeproben für Leonberger Hunde
· Identifizierung von Genvarianten für eine Positiv-Selektion auf ein sehr hohes Alter bei gleichzeitig geringer Krankheitsanfälligkeit
· Identifizierung von Genvarianten mit einer hohen Beziehung zu Osteosarkome (Risiko Varianten für Osteosarkome)
· Entwicklung einer Genomischen Selektion für eine hohe Lebenserwartung bei geringer Krankheitsinzidenz
Projektablauf
Das Projekt beinhaltet mehrere Bausteine, die insgesamt zum Erfolg des Projekts beitragen.
(1) Das Projekt wird durch den Aufbau einer elektonischen Datenbank unterstützt und für die Zuchtleitung und Züchter nachvollziehbar. Diese Datenbank soll nach den Grundsätzen der Tierzucht aufgebaut werden und eine Mindestinformation zu den aktuellen Zuchttieren einschließlich deren Vorfahren und Nachkommen enthalten. Soweit möglich soll die Datenbank die Zuchttiere aus den letzten 10 bis 20 Jahren umfassen. Die Mindestinformation zu jedem Tier beinhaltet die Zuchtbuchnummer, den Hundenamen und den Zwingernamen, das Geschlecht, das Geburtsdatum, die Eltern mit Zuchtbuchnummer und die Biobank-ID des Hundes. Nach Möglichkeit soll das Todesdatum mit Todesursache(n) erfasst werden. Die Datenbank soll auch die Möglichkeit eröffnen, Diagnosen für Krankheiten mit Datum und Tierarzt/Tierklinik zu registrieren.
(2) Die Biobank wird am Institut für Tierzucht und Vererbungsforschung, Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover aufgebaut. Das Institut stellt die entsprechende Infrastruktur zur Verfügung. Eingelagert werden EDTA-Blutproben, daraus extrahierte DNA, Gewebeproben, RNA-later Proben ( stabilisierte Genproben )für Expressionsanalysen (dabei werden Informationen über die Aktivität der Gene gewonnen ) . Die Proben werden in einer Datenbank verwaltet. Empfehlenswert ist die systematische Beprobung aller für die Zucht vorgesehenen Tiere sowie der aktuellen Zuchttiere und weiteren für das Projekt interessanten Tieren. Zu diesem Zweck können auch Proben von anderen Labors übernommen werden.
(3) Next-Generation Sequencing (NGS) (soll für sehr langlebigen Leonberger Hunden durchgeführt werden, um die genetischen Varianten zu identifizieren, die für eine hohe Lebenserwartung stehen. ( Es wird das komplette Erbgut der Hunde analysiert. Dabei kann man auch sämtliche Mutationen, also Veränderungen im Genom, erkennen. ) In dem Projektabschnitt sollen 10 Leonberger Hunde mit einem Lebensalter von mindestens 11-13 Jahren mittels NGS sequenziert werden. Als Kontrolle werden Leonberger mit einer deutlich kürzeren Lebensdauer verwendet. Hierfür sollen 6 Hunde mit einem Lebensalter von weniger als 5-6 Jahren ausgewählt werden. Weitere zusätzliche Kontrollen stammen von anderen Projekten, in denen ebenfalls Hunde mit sehr hohem wie sehr kurzem Lebensalter untersucht werden. Als Ergebnis aus diesem Projekt ist zu erwarten, dass die entscheidenden genetischen Varianten gefunden werden, die mit langer Lebenserwartung in direktem Bezug stehen.
(4) Die Entwicklung einer genomischen Selektion für Langlebigkeit wird auf die NGSDaten und die Genotypisierungsdaten ( Befunde zum genetischen Fingerabdruck ) )mittels dem canine Illumina High Density Beadchip ( eine auf Hunde spezifizierte biochemische und bioinformatische Methode zur Bestimmung von Mengen unterschiedlicher Erbinformation ) mit 230.000 SNPs ( das sind genetische Variationen im Erbgut )gestützt. Um eine Aussage für eine größere Anzahl von Leonberger Hunden zu bekommen, soll eine Referenzstichprobe von 96 Hunden auf dem canine Illumina High Density Beadchip genotypisiert werden. Diese Genotypisierungsdaten werden mit den NGS-Daten komplementiert und daraus wird ein Algorithmus für genomische Zuchtwerte entwickelt. Die genomischen Zuchtwerte basieren dann auf den Daten des gesamten Genoms der betreffenden Leonberger Hunde. Es erfolgt eine fortlaufende Ergänzung von Daten über weitere Genotypisierungen ( Erstellung eines genetischen „Fingerabtrucks“ ), Next-Generation Sequenzierungen und Phänotypinformationen (Informationen über das Erscheinungsbild eines Organismus, also seine Struktur und Form sowie seiner Funktion ). Damit kann die Genauigkeit gesteigert werden. Ziel wird es sein, eine hohe Zuverlässigkeit von über 70% für junge Hunde zu erreichen. Eine derartig hohe Zuverlässigkeit für Zuchtwerte kann sonst nur bei Hunderassen mit sehr großem Populationsumfang und einzelnen Tieren mit hoher Nachkommenzahl (>100) erreicht werden.
Alle in dem Projekt erarbeiteten Ergebnisse sind für die Zucht direkt nutzbar und somit stellen die Projektkosten zum Großteil Investitionen in die Zukunft der Rasse Leonberger Hund dar. Somit werden mit diesem Projekt sofort direkt in der Zuchtpraxis verwendbare Informationen generiert und alle im Rahmen des Projekts sequenzierte und genotypisierte Hunde bilden den Grundstock für das Zuchtprogramm „Langlebiger und gesunder Leonberger Hund“. Die Ergebnisse aus diesem Projekt sind für den Deutschen Club für Leonberger Hund exklusiv nutzbar.
Personalmittel und Rechenkosten werden vom Institut für Tierzucht und Vererbungsforschung getragen.
|
