Аннотация результатов, полученных в 2024 году
В отчетном году были получены образцы ткани коз из трех пород и одной региональной популяции аборигенных коз, которые были помещены в ДНК банк. Был проведен анализ литературных источников, посвященных актуальным результатам исследований последовательностей полных геномов домашних коз и опубликованных в рецензируемых научных изданиях с 2020 по 2024 г. В результате аналитического поиска был сформирован список целевых генов-кандидатов, идентифицированных на основе исследования последовательностей полных геномов и ассоциированных с экономически значимыми и адаптивными признаками домашних коз. Проведен анализ наиболее часто используемых методических и биоинформационных подходов для изучения последовательностей полных геномов домашних коз. В ходе проведения аналитических работ выявлены гены-кандидаты, связанные с признаками, объединёнными в следующие категории: климатическая адаптация (включая гены HSF4, MAPK8IP2, KIT, SLC1A1, VPS13A, ASIP); рост, размеры туловища и мясная продуктивность (включая гены RARG, SP8, STIM1, TGFBR3, HMGA2, CHURC1); репродуктивные функции (включая гены, SOX2, GRID2, RORA, RXFP2, AURKA, CSNK2A1, SPIRE2, TCF25, ZNF276, SPEF2), эмбриогенез (включая гены BIRC6, ZBTB38, TET2, PRMT3), молочная продуктивность и компонентный состав молока (включая гены NCAM2, RARG, ABCG2, CSN3, ADRA1A, FOXO3, VPS13C, TTC27, ANPEP, PRKG1), иммунный ответ (включая гены GBP2, GBP5, GBP1, IL23A, IL5, TYK2, IL1R1, IL7, IL18). Сформированный список отобранных генов-кандидатов на следующих этапах реализации Проекта будет рассмотрен как отправная точка при выборе целевых генов при анализе полных геномов российских и индийских пород коз для поиска значимых полиморфизмов, связанных с экономически значимыми и адаптационными качествами. В отчетном году было проведено секвенирование нуклеотидных последовательностей 30 полных геномов коз, включая 15 образцов коз оренбургской породы и 15 образцов коз из карачаевской местной популяции, с использованием технологии NGS (покрытие генома 20X на 1 образец). Были проведены сборка и выравнивание полученных сиквенсов полных геномов исследуемых коз. Выравнивание на референсный геном Genome assembly ARS1.2 проводили с помощью инструментов bwa-mem2 и SAMtools. Всего было выявлено 35,026,045 SNP. После применения фильтра MAF (частота минорного аллеля) не менее 5% осталось 21,384,784 SNP. После проверки на неравновесие по сцеплению (LD pruning) осталось 4,743,774 SNP, которые были использованы для проведения анализа главных компонент (PCA), кластерного анализа в программе Admixture и построения генетических сетей по принципу «ближайшего соседа» Neighbor-Net. Показано, что согласно всем проведенным анализам козы из оренбургской породы и козы из популяции местных карачаевских коз представляют собой две контрастные группы, что дает основания для проведения дальнейшего сравнительного исследования их геномов для идентификации генов-кандидатов. За первый год реализации Проекта опубликована 1 статья в научном издании, рецензируемом в базах данных RSCI и Scopus и входящем в состав «Белого списка».

Аннотация результатов, полученных в 2025 году
В 2025 году полные геномы 38 коз двух отечественных пород были секвенированы на основе технологии NGS с глубиной покрытия более 18,6X и охватом покрытия генома 96,8%. Сборка и выравнивание секвенированных нуклеотидных последовательностей были выполнены на референсный геном Capra hircus ARS. Были созданы и проанализированы два рабочих датасета нуклеотидных последовательностей полных геномов (WGS). Первый соответствовал первичному объединенному датасету WGS российских и индийских пород; второй включал WGS российских, индийских и трансграничных пород (ангорская, бурская и зааненская), полученных из публично открытых источников. С целью установления популяционной структуры, изучения генетических взаимосвязей и генетической дифференциации российских, индийских и трансграничных пород были рассчитаны дистанции идентичности по состоянию (IBS) и попарные значения коэффициента FST, используемые для построения индивидуальной и групповой генетических сетей. Осуществлены также анализ главных компонент (PCA) и кластерный анализ в программе Admixture. В целом все проведенные анализы сформировали сходные паттерны генетической дифференциации российских, индийских и трансграничных пород. При анализе датасета, включающего WGS только российских и индийских пород, установлено, что российские породы формировали собственные группы, а три индийские породы объединялись в один кластер. При анализе второго расширенного датасета более четко продемонстрирована некоторая генетическая дифференциация карачаевской породы и показано наличие генетических взаимосвязей советской шерстной породы и ангорской породы, генетический материал которой использовался во время процесса формирования генофонда советской шерстной породы. Зааненская и бурская породы формировали собственные дифференцированные кластеры или длинные независимые ветви в структуре генетической сети. С целью определения гаплогрупповой принадлежности из полных митохондриальных геномов была восстановлена последовательность единичного гена СytB, после выравнивания и на основе анализа которой было построено байесовское филогенетическое дерево. Установлено, что все исследованные особи домашней козы относятся к гаплогруппе А. На основе анализа ядерного генома российских, индийских и зарубежных пород с использованием R пакета «diveRsity» были рассчитаны параметры генетического разнообразия. Уровень наблюдаемой гетерозиготности был ниже у российских пород по сравнению с индийскими и был близок к трансграничным. На основе анализа полных последовательностей мтДНК, извлеченных из WGS изучаемых групп коз, были рассчитаны гаплотипическое разнообразие и нуклеотидное разнообразие. Установлено, что российские и индийские породы коз характеризовались схожим гаплотипическим разнообразием (Hd = 0,476 и 0,462, соответственно), рассчитанным на основе анализа их митогеномов. Однако у индийских коз наблюдалось меньшее нуклеотидное разнообразие по сравнению с российскими породами (π = 0,00053 и 0,00102, соответственно). Сходство в значении гаплотипического разнообразия при значительном различии в нуклеотидном разнообразии указывает на разные эволюционные сценарии для российских и индийских пород коз. Изучены паттерны распространения сегментов гомозиготности (runs of homozygosity, ROH) в геномах двух российских пород – оренбургской и карачаевской, что было выполнено впервые на основе анализа WGS. Установлено, что карачаевская порода характеризуется большей длиной ROH (134,13±18,79 и 78,43±3,66, соответственно) и большим числом ROH (695 и 439, соответственно) по сравнению с оренбургской породой. Что касается индивидуальных значений этих показателей, максимальные значения числа ROH и длины ROH варьировали от 540 до 2075 и от 102,96 до 404,4 Кб у оренбургской и карачаевской пород, соответственно. Значения коэффициента геномного инбридинга (FROH) варьировали от 0,032 у оренбургской породы до 0,054 у карачаевской породы. При разделении сегментов ROH на классы в зависимости от их длины были выявлены только короткие ROH. Так, сегменты ROH длиной 0,1–0,2 Mb были наиболее часто встречаемыми и сегменты ROH из класса длины >0,8 Mb были самыми редкими в обеих породах. В геноме оренбургской породы ROH-островки были идентифицированы на хромосомах 3, 11, 12, 15 и 16. У карачаевских коз ROH-островки выявлены на хромосомах 3, 5, 7, 12, 13 и 15. Общие ROH-островки у оренбургской и карачаевской пород были обнаружены на 12 (гены PARP4 и MPHOSPH8) и на 15 (гены STIM1 и RRM) хромосомах. В целевых регионах выявлены гены-кандидаты, ассоциированные с ростом и развитием, молочной и шерстной продуктивностью, регулирующие репродуктивные качества и иммунные свойства организма коз. Проведен сравнительный анализ нуклеотидных последовательностей генов, извлеченных из полных геномов и влияющих на репродуктивные способности коз (IGF2BP2 и BMPR1B) и мясную продуктивность (PPP2CA, SSTR1 и ACOX1). В избранных генах был осуществлен поиск однонуклеотидных полиморфизмов. Гены были найдены согласно их координатам в референсном геноме (Capra_hircus.ARS1.dna_sm.toplevel.fa.gz). На основе расчета значений FST были выявлены наиболее различающиеся SNP, в том числе обнаружены два миссенс-варианта, потенциально влияющих на связывание соматостатина и рост мышц, и три несинонимичные замены, которые могут изменять активность фермента и метаболизм жиров. Результаты проекты были представлены на шести научных мероприятиях. На основе полученных результатов были опубликованы 4 статьи в журналах, включенных в RSCI и Белый список, в том числе две – в журналах, входящих в Scopus. Таким образом, все запланированные работы были выполнены в полном объеме.