Моделирование способов ПЦР-ПДРФ-генотипирования крупного рогатого скота по полиморфным маркерам гена CXCR1

Ген CXCR1 кодирует рецептор интерлейкина-8 и играет ключевую роль в иммунном ответе, регулируя привлечение нейтрофилов к местам воспаления. Однонуклеотидные полиморфизмы в гене CXCR1 крупного рогатого скота тесно связаны с устойчивостью или восприимчивостью к маститу и лейкозу – двух критических проблем молочного животноводства, которые часто взаимосвязаны через общее снижение иммунитета коровы. Ген CXCR1, рассматриваемый как маркер резистентности к маститу и потенциальный генетический фактор, определяющий исход лейкозной инфекции, может быть интегрирован в систему комплексной генетической оценки здоровья крупного рогатого скота. Цель исследования заключалась в выявлении и картировании полиморфных сайтов рестрикции у двух SNP-маркеров (c.735C > G и c.980A > G) гена CXCR1 Bos taurus с последующим ПЦР-ПДРФ-профилированием их возможных генотипов и моделированием способов генотестирования крупного рогатого скота по перечисленным полиморфным маркерам анализируемого локуса. Картированием выявленных полиморфных сайтов рестрикции и последующим профилированием встречаемых генотипов, проведенных в онлайн-программе NEBcutter V3.0, определен потенциал детектирования полиморфных позиций двух SNP-маркеров (c.735C > G и c.980A > G) гена CXCR1 Bos taurus методом ПЦР-ПДРФ-анализа. Анализ сгенерированных in silico электрофореграмм подтвердил применимость отобранных эндонуклеаз рестрикции в связке с подобранными праймерами серии CXCR1, использованных при моделировании способов генотестирования крупного рогатого скота по указанным SNP-маркерам анализируемого локуса гена. Предложены схемы для будущей экспериментальной апробации смоделированных способов, предусматривающие экстракцию нуклеиновых кислот, постановку ПЦР (полимеразная цепная реакция), ПДРФ (полиморфизм длин рестрикционных фрагментов) и гель-электрофорез с интерпретацией электрофореграмм в идентификационном ключе.

1. Avanus K. et al. CXCR1 Gene SNP Variability that Affects Mastitis Resistance in Holstein Cows in Türkiye. Kafkas Universitesi Veteriner Fakultese Dergisi. 2025; 31(1): 119–124. http://doi.org/10.9775/kvfd.2024.32948

2. Verbeke J. et al. Reactive oxygen species generation by bovine blood neutrophils with different CXCR1 (IL8RA) genotype following Interleukin-8 incubation. BMC Veterinary Research. 2015; 11: 104. http://doi.org/10.1186/s12917-015-0418-5

3. Toya S. et al. A narrative review of chemokine receptors CXCR1 and CXCR2 and their role in acute respiratory distress syndrome. Eur. Respir. Rev. 2024; 33(173): 230172. http://doi.org/10.1183/16000617.0172-2023

4. Pighetti G.M., Kojima C.J., Wojakiewicz L., Rambeaud M. The bovine CXCR1 gene is highly polymorphic. Veterinary Immunology and Immunopathology. 2012; 145(1–2): 464–470. http://doi.org/10.1016/j.vetimm.2011.09.012

5. Verbeke J., Van Poucke M., Peelman L., Piepers S., De Vliegher S. Associations between CXCR1 polymorphisms and pathogen-specific incidence rate of clinical mastitis, test-day somatic cell count, and test-day milk yield. Journal of Dairy Science. 2014; 97(12): 7927–7939. http://doi.org/10.3168/jds.2014-8216

6. Galvão K.N., Pighetti G.M., Cheong S.H., Nydam D.V., Gilbert R.O. Association between interleukin-8 receptor-α (CXCR1) polymorphism and disease incidence, production, reproduction, and survival in Holstein cows. Journal of Dairy Science. 2011; 94(4): 2083–2091. http://doi.org/10.3168/jds.2010-3636

7. Wang M.Q. et al. Association analysis between SNPs of CXCR1 gene and susceptibility to bovine leukemia in Chinese Holstein (Bos taurus). Journal of Agricultural Biotechnology. 2017; 25(10): 1637–1642 (на кит. яз.).

8. Донник, И.М., Гулюкин М.И., Бусол В.А., Коваленко Л.В., Коваленко А.М. Лейкоз крупного рогатого скота — диагностика, оздоровление, антропозоонозный потенциал (История вопроса). Сельскохозяйственная биология. 2021; 56(2): 230-244. http://doi.org/10.15389/agrobiology.2021.2.230rus

9. Вафин Р.Р., Гильманов Х.Х., Шастин П.Н. Разработка ДНКтехнологий генотипирования Bovine leukemia virus. Ветеринария и кормление. 2025; (5): 16–21. http://doi.org/10.30917/ATT-VK-1814-9588-2025-5-4

10. Vlasova A.N., Saif L.J. Bovine Immunology: Implications for Dairy Cattle. Front. Immunol. 2021; 12: 643206. http://doi.org/:10.3389/fimmu.2021.643206

11. Kabeya H., Ohashi K., Onuma M. Host Immune Responses in the Course of Bovine Leukemia Virus Infection. Journal of Veterinary Medical Science. 2001; 63(7): 703–708. http://doi.org/10.1292/jvms.63.703

12. Chalupková M., Moravčíková N., Halvoník A., Kasarda R. Genetic and Genomic Evaluation of Health Traits in Cattle Breeding: A Review. Acta fytotechnica et zootechnica. 2024; 27(3): 209–215. http://doi.org/10.15414/afz.2024.27.03.209-215

13. Verbeke J., Piepers S., Peelman L., Van Poucke M., De Vliegher S. Pathogen-group specific association between CXCR1 polymorphisms and subclinical mastitis in dairy heifers. Journal of Dairy Research. 2012; 79(3): 341–351. http://doi.org/10.1017/S0022029912000349

14. Grosse W.M., Kappes S.M., Laegreid W.W., Keele J.W., Chitko-McKown C.G., Heaton M.P. Single nucleotide polymorphism (SNP) discovery and linkage mapping of bovine cytokine genes. Mammalian Genome. 1999; 10(11): 1062–1069. http://doi.org/10.1007/s003359901162

15. Pokorska J., Dusza M., Kułaj D., Żukowski K., Makulska J. Single nucleotide polymorphisms in the CXCR1 gene and its association with clinical mastitis incidence in Polish Holstein-Friesian cows. Genetics and Molecular Research. 2016; 15(2): 15027247.

16. Pawlik A., Sender G., Kapera M., Korwin-Kossakowska A. Association between interleukin 8 receptor α gene (CXCR1) and mastitis in dairy cattle. Central European Journal of Immunology. 2015; 40(2): 153–158. http://doi.org/10.5114/ceji.2015.52828

17. Beecher C. et al. Polymorphisms in bovine immune genes and their associations with somatic cell count and milk production in dairy cattle. BMC Genetics. 2010; 11: 99. http://doi.org/10.1186/1471-2156-11-99

18. Hashim H.O., Al-Shuhaib M.B.S. Exploring the Potential and Limitations of PCR-RFLP and PCR-SSCP for SNP Detection: A Review. Journal of Applied Biotechnology Reports. 2019; 6(4): 137–144. https://doi.org/10.29252/JABR.06.04.02

19. Hossein-Zadeh N.G. An overview of recent technological developments in bovine genomics. Veterinary and Animal Science. 2024; 25: 100382. https://doi.org/10.1016/j.vas.2024.100382

20. Вафин Р.Р., Гильманов Х.Х. Способы проведения ПЦР в реальном времени для генотипирования крупного рогатого скота по анализируемым SNP-маркерам гена iNOS. Аграрная наука. 2025; (8): 58–63. https://doi.org/10.32634/0869-8155-2025-397-08-58-63