КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ


Номер проекта 24-26-00197

НазваниеИзучение генетической устойчивости популяции овец к паразитозам

Руководитель Марзанова Саида Нурбиевна, Кандидат биологических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии – МВА имени К.И. Скрябина" , г Москва

Конкурс №89 - Конкурс 2023 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 06 - Сельскохозяйственные науки; 06-203 - Ветеринария

Ключевые слова овцы, романовская порода овец, главный комплекс гистосовместимости, нематодозы, биоразнообразие, локус, DRB1, овцеводство, иммунитет, иммуногенетика

Код ГРНТИ68.39.31


 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ


Аннотация
Известно, что гены главного комплекса гистосовместимости (Major histocompatibility complex, MHC) участвуют в иммунной системе позвоночных и кодируют белки распознавания чужеродных антигенов. Полиморфизм этих генов стал горячей темой последних десятилетий. Различные исследования, зарубежных ученых показали, что MHC овец привносит полинуклеотидные мутации и обильный полиморфизм. Определение генетической структуры и биоразнообразия аллелей в локусах DRB1 и DQB овец позволит разработать оригинальную тест-систему и значительно улучшить показатели при оценке уровня биоразнообразия у различных пород овец. Проект направлен на разработку новой тест-системы для диагностики DRB1 и DQB локусов. Аналогов данной методики нет и не разрабатывалось, хотя и имеет важное значение для оценки иммунного статуса у овец. Будет изучена и проведена оценка состояния DRB1 и DQB локусов у овец различной продуктивной направленности. Проведен сравнительный анализ по аллелотипу различных пород овец. Будет проведен геногеографический анализ на основе полученных результатов исследований, что позволит в дальнейшем показать устойчивость пород овец к различным инфекционным и паразитарным болезням. Полученные в рамках проекта данные позволят изучить состояние устойчивости или чувствительности к инфекционным и паразитарным заболеваниям. В ходе выполнения проекта впервые будет изучен аллелотип пород по DRB1 и DQB локусам благодаря использованию ПЦР с детекцией в режиме реального времени и молекулярно-генетического метода NGS. Разработка метода диагностики генотипов и аллелей позволит дать прогноз устойчивости или чувствительности к инфекционным и паразитарным болезням.


 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ


Аннотация результатов, полученных в 2024 году
В ходе проведенного исследования была собрана цельная кровь от овец романовской породы разных половозрастных групп из двух хозяйств Ярославской области. В общей сложности было отобрано 89 образцов крови для исследования аллелофонда и тестирования новой системы, основанной на методе рестрикционного картирования. Кровь была отобрана из яремной вены и хранилась при температуре -20°C. Для выделения геномной ДНК применялся сорбентный метод. Образцы были использованы для формирования банка геномной ДНК. Дополнительно были отобраны образцы крови от 25 овец породы дорпер, 20 овец дагестанской горной породы, 11 суффолков и 6 баранов куйбышевской породы. Эти образцы планируется применять в дальнейших исследованиях. Для анализа геномной ДНК использовались специфические праймеры для амплификации генов DRB1 и DQB. Из-за высоких уровней полиморфизма в этих генах возникли сложности при подборе праймеров. Однако, с помощью программного обеспечения SnapGene была проведена дополнительная оптимизация возможных нуклеотидных последовательностей, подбор и синтез 19 различных праймеров и 8 зондов, что позволило улучшить как амплификацию, так и результаты секвенирования. В процессе анализа аллелей генов DRB1 и DQB было проведено виртуальное рестрикционное картирование 130 известных аллелей DRB1 с использованием ферментов SacI, SacII, MvaI, Hin1I и HaeIII и всех вариантов аллелей генов DQB1 и DQB2 ферментами HpaII, EagI, BssHII, NlaIII, AccII, HaeIII. Все аллели DRB1 были распределены по 20 группам на основе их рестрикционных карт. В случае исследования генов DQB 22 варианта гена DQB1 можно при помощи картирования разделить на 17 групп, а 27 вариантов DQB2 – на 21 группу. Для дальнейшей оценки генетического разнообразия в популяциях овец романовской породы был проведен анализ экзона 2 гена DRB1. Результаты ПЦР-амплификации, рестрикционного картирования с последующим дополнительным секвенированием выявили 19 и 17 аллелей в первой и второй популяциях соответственно, с совпадением в 44% между ними. Несмотря на то, что метод рестрикционного картирования показал достаточную точность для распределения образцов по 20 группам, возникли трудности, связанные с мелкими различиями в длине фрагментов и трудностью визуализации некоторых фрагментов на геле. Это требует дальнейшей оптимизации метода. Важной частью исследования была разработка тест-системы для диагностики аллеля DRB1*1101 на основе ПЦР в реальном времени. По литературным данным существует взаимосвязь между присутствием аллеля DRB1*1101 в генотипе с устойчивостью овец к кишечным нематодозам. Было показано, что ягнята, носители этого аллеля, имеют более низкую паразитарную нагрузку и высокие уровни антител. Это открытие имеет важное значение для селекционных программ, направленных на улучшение устойчивости овец к паразитозам. Разработанная в рамках гранта система позволяет эффективно определять наличие аллеля, что может быть использовано для селекции овец с устойчивостью к кишечным инфекциям. В результате проведенных исследований опубликовано 9 научных работ, включая 2 в ведущих российских и зарубежных научных изданиях, а также подготовлена и принята к публикации 1 статья в издании, индексируемом RSCI, Agris, и 1 статья подана на рецензирование в журнал, индексируемый международной базой цитирования Scopus. Кроме того, сформирована одна заявка на объект интеллектуальной собственности (Патент, регистрационный №2024136045).

 

Публикации

1. Марзанова С. Н., Фатахов К. Ф., Девришов Д. А., Марзанов Н. С. Связь локусов главного комплекса гистосовместимости у овец (OLA) с резистентностью и восприимчивостью их к паразитозам Журнал Ветеринария , № 7. – С. 28-34. (год публикации - 2024)
DOI 10.30896/0042-4846.2024.27.7.28-33. – EDN USISTJ.

2. Кирьяков М.С., Марзанова С.Н., Девришов Д.А., Фатахов К.Ф. ПРИМЕНЕНИЕ IPD-MHC ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ГЕНЕТИКИ ИММУННОГО ОТВЕТА ЖИВОТНЫХ НЕДЕЛЯ МОЛОДЕЖНОЙ НАУКИ, С. 395-397. (год публикации - 2024)

3. Лечкина А.С., Девришов Д.А., Марзанова С.Н., Фатахов К.Ф., Николаева Е.А., ПОЛИМОРФИЗМ ГЕНА MHC-DRB1/DQB1 И ЕГО СВЯЗЬ С РЕЗИСТЕНТНОСТЬЮ/ВОСПРИИМЧИВОСТЬЮ К РАЗЛИЧНЫМ ПАТОГЕНАМ МАТЕРИАЛЫ РЕГИОНАЛЬНОЙ СТУДЕНЧЕСКОЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ «ВЕТЕРИНАРИЯ, ЗООТЕХНИЯ, БИОТЕХНОЛОГИЯ И ПРОДОВОЛЬСТВЕННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ — МОЛОДЕЖЬ, НАУКА, ИННОВАЦИИ В УСЛОВИЯХ СОВРЕМЕННОГО МИРА» , c. 287-289 (год публикации - 2024)
10.18720/SPBPU/2/z24-23

4. Зайцева А.Е., Фатахов К.Ф., Девришов Д.А., Марзанова С.Н. ИММУННЫЙ ОТВЕТ ПРИ НЕМАТОДОЗНОЙ ИНВАЗИИ МАТЕРИАЛЫ РЕГИОНАЛЬНОЙ СТУДЕНЧЕСКОЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ «ВЕТЕРИНАРИЯ, ЗООТЕХНИЯ, БИОТЕХНОЛОГИЯ И ПРОДОВОЛЬСТВЕННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ — МОЛОДЕЖЬ, НАУКА, ИННОВАЦИИ В УСЛОВИЯХ СОВРЕМЕННОГО МИРА» , c. 72-75 (год публикации - 2024)
10.18720/SPBPU/2/z24-23

5. Николаева Е.А., Нджира Д.О., Марзанова С.Н., Девришов Д.А., Фатахов К.Ф. ПОДГОТОВКА ОБРАЗЦОВ ДЛЯ МОЛЕКУЛЯРНО-БИОЛОГИЧЕСКИХ И ГЕЛЬМИНТОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ МАТЕРИАЛЫ РЕГИОНАЛЬНОЙ СТУДЕНЧЕСКОЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ «ВЕТЕРИНАРИЯ, ЗООТЕХНИЯ, БИОТЕХНОЛОГИЯ И ПРОДОВОЛЬСТВЕННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ — МОЛОДЕЖЬ, НАУКА, ИННОВАЦИИ В УСЛОВИЯХ СОВРЕМЕННОГО МИРА» , c. 310-313 (год публикации - 2024)
10.18720/SPBPU/2/z24-23

6. Девришов Д.А., Марзанова С.Н., Жучков В.А., Марзанов Н.С.,Фатахов К.Ф. Анализ DQB1 и DQB2 генов, ответственных, за формирование иммунного ответа у овец АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ВЕТЕРИНАРНОЙ МЕДИЦИНЫ, ЗООТЕХНИИ И БИОТЕХНОЛОГИИ. Cборник трудов Международной научно-практической конференции, посвященной 105-летию со дня основания ФГБОУ ВО МГАВМИБ – МВА имени К. И. Скрябина, c. 604-607 (год публикации - 2024)

7. Никулина В.Р., Девришов Д.А., Марзанова С.Н., Фатахов К.Ф., Николаева Е.А., ГЛАВНЫЙ КОМПЛЕКС ГИСТОСОВМЕСТИМОСТИ ОВЕЦ: СТРУКТУРА ГЕНОВ МАТЕРИАЛЫ РЕГИОНАЛЬНОЙ СТУДЕНЧЕСКОЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ «ВЕТЕРИНАРИЯ, ЗООТЕХНИЯ, БИОТЕХНОЛОГИЯ И ПРОДОВОЛЬСТВЕННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ — МОЛОДЕЖЬ, НАУКА, ИННОВАЦИИ В УСЛОВИЯХ СОВРЕМЕННОГО МИРА» , c. 313-316 (год публикации - 2024)
10.18720/SPBPU/2/z24-23

8. Фатахов К.Ф., Марзанова С.Н., Девришов Д.А., Марзанов Н.С. Epizootology of nematodoses of the digestive tract of sheep BIO WEB OF CONFERENCES, 2024. Т. 118. С. 01017. (год публикации - 2024)
https://doi.org/10.1051/bioconf/202411801017

9. Фатахов К.Ф., Марзанова С.Н., Девришов Д.А. СВЯЗЬ DRB1 ЛОКУСА OLA С РЕЗИСТЕНТНОСТЬЮ ОВЕЦ К НЕМАТОДОЗАМ НЕДЕЛЯ МОЛОДЕЖНОЙ НАУКИ, С. 271-274. (год публикации - 2024)

10. Марзанова С.Н., Девришов Д.А., Фатахов К.Ф., Марзанов Н.С. Состояние исследований главного комплекса гистосовместимости (OLA) у овец Аграрная наука, 390(01): C. 93–99. (год публикации - 2025)
10.32634/0869-8155-2025-390-01-93-99


Аннотация результатов, полученных в 2025 году
В рамках реализации проекта достигнуты значимые научно-практические результаты, существенно обогащающие иммуногенетику сельскохозяйственных животных. Основным достижением стало формирование репрезентативной биологической коллекции, включающей образцы от особей девяти пород (романовскую, дагестанскую горную, дорпер, суффолк, эдильбаевскую, акжаикскую, куйбышевскую, помесь эдильбаевской с калмыцкой и андийскую породы) из географически различных регионов России (тонкорунные, полутонкорунные и грубошерстные породы из Ярославской, Московской, Волгоградской областей, Республики Дагестан, Калмыкии) и Казахстана. Указанная коллекция, охватывающая как аборигенные, так и коммерческие породы, обеспечила широкую представленность материала и послужила основой для проведения комплексного анализа аллелофонда гена OLA-DRB1. Высокоточное генотипирование 336 животных позволило идентифицировать суммарно 85 уникальных аллельных вариантов, что коррелирует с известными научными данными и подтверждает высокий уровень естественного полиморфизма данного локуса. Результаты проведённых исследований подтверждают действие балансирующего отбора, поддерживающего генетическое разнообразие популяций на протяжении поколений и обеспечивающего адаптивность к изменяющимся патогенам. Особую ценность представляют результаты анализа аборигенных и малоизученных пород как уникальных генетических ресурсов. Изучение андийской породы овец, адаптированной к условиям высокогорья Дагестана, позволило впервые установить спектр аллелей гена DRB1. Высокий уровень генетического разнообразия данной породы отражает адаптивную пластичность, сформированную в условиях географической изоляции. Анализ эдильбаевской породы из Казахстана выявил рекордный полиморфизм; у 20% особей обнаружены генетические сигналы, не соответствующие аллелям базы данных IPD-MHC, что указывает на наличие ранее неописанных вариантов. ​Данные открытия расширяют представления об эволюции генов главного комплекса гистосовместимости и подчеркивают необходимость сохранения локальных пород как носителей уникальных аллелей для задач селекции и ветеринарной медицины. На основе литературных данных по ассоциации устойчивости к нематодозам с конкретными аллельными вариантами гена DRB1 разработана высокопроизводительная диагностическая тест-система на основе ПЦР в режиме реального времени с аллель-специфичными TaqMan-зондами. Система позволяет надежно идентифицировать целевой генотип за 3 часа, используя минимальные объёмы биоматериала (кровь, волос, ткани, семенная жидкость, эмбрионы). По результатам разработки был получен патент РФ. Все результаты систематизированы и использованы для подготовки серии публикаций, охватывающих сравнительный анализ генетического разнообразия пород и иммуногенетические характеристики аборигенных популяций. Проект реализовал комплексный цикл: от создания биобанка и фундаментальных открытий в эволюционной генетике до готового технологического продукта. Достижения вносят вклад в биологическую безопасность и устойчивое развитие животноводства посредством геномных технологий.

 

Возможность практического использования результатов
Разработанная ПЦР-РВ тест-система для идентификации аллеля Ovar-DRB1*11:01 гена DRB1 (патент RU 2846830 C1) обеспечивает быстрый (3 часа) и экономичный скрининг овец на генетическую устойчивость к кишечным нематодозам, что позволит внедрить маркер-ассоциированную селекцию в племенных хозяйствах, обеспечивая относительную простоту и высокую скорость получения результата. Это может позволить добиться снижения паразитарной нагрузки на популяции, сократить использование антигельминтиков и повысить продуктивность стад за счет отбора резистентных особей, формируя научный задел для устойчивого овцеводства. Сформированный банк генетического материала (402 образца, 11 популяций, 85 аллелей DRB1) и оптимизированные протоколы ПЦР/секвенирования создают основу для организации коммерческих услуг по генотипированию овец, включая оценку аллелофонда МНС и прогнозирование иммунной резистентности. Такие услуги востребованы племенными заводами и фермерскими хозяйствами регионов, способствуя созданию новых продуктов в форме генетических паспортов животных и повышению качества племенной продукции. Методические разработки (праймеры 330F/DRB1_E2_rev, панель рестриктаз для DRB1/DQB, валидированные протоколы) обеспечивают усовершенствование отечественных технологий молекулярной диагностики в области ветеринарии и селекции животных, снижая зависимость от импортных наборов и оборудования. Перспективы включают масштабирование на NGS-анализ для GWAS-исследований устойчивости к паразитозам, что формирует технологический задел для биотехнологической отрасли и способствует экономическому росту через повышение эффективности животноводства. Результаты проекта интегрируются в учебный процесс (ФГБОУ ВО МГАВМиБ-МВА имени К.И. Скрябина), обновляя курсы по иммуногенетике, иммунологии, биотехнологии, молекулярной диагностике и селекции, что повышает квалификацию специалистов в области ветеринарии и зоотехнии.