二重筋肉のベルギーの青とピエモンテ牛のミオスタチン（GDF8）の変異

一般に二重筋肉として知られている目に見えて明確な筋肉肥大（MH）は、ベルギーの青とピエモンテの牛の品種で高頻度で発生します。遺伝子のTGFベータスーパーファミリーのメンバーであるミオスタチンと同じ間隔内で、これらの牛マップにウシ染色体2に二重筋疾患を引き起こす常染色体劣性MH遺伝子座。マウスにおけるミオスタチンの標的破壊は、二重筋肉の牛に見られる筋肉の表現型と非常によく似た筋肉の表現型をもたらすため、この遺伝子は、ウシ筋スタチンcDNAをクローン化し、発現パターンと配列を調べることにより、二重筋肉症状の候補遺伝子として評価しました。正常および二重筋肉の牛の遺伝子の。分析は、両方のクラスが胎児の発達中に開始し、成人の筋肉で維持されていることを示すため、発現のレベルとタイミングがベルギーの青い動物と正常な動物の間で異ならないように見えることを示しています。さらに、シーケンス分析により、両方の品種の筋肉質の乳牛の突然変異が明らかになります。ベルギーの青い牛は、検査された正常な動物のcDNAで検出されないコーディング領域の11 bpの欠失に対してホモ接合体です。この欠失は、TGF-betaファミリーメンバーの間で最も高度に保存されているミオスタチンタンパク質の部分を除去するフレームシフト変異をもたらし、マウス研究の破壊を標的とする部分です。テストされたピエモンテ動物は、システイン残基をチロシンに変化させるのと同じ領域でG-Aの移行を持っています。この突然変異は、TGFベータファミリーの特徴である残基の1つを変化させ、進化中および遺伝子ファミリーのメンバーの間で高度に保存されています。したがって、これらの品種のMH対立遺伝子は、ミオスタチン遺伝子内の突然変異を伴い、ミオスタチンは牛とマウスの筋肉成長の陰性調節因子であると思われます。

A visibly distinct muscular hypertrophy (mh), commonly known as double muscling, occurs with high frequency in the Belgian Blue and Piedmontese cattle breeds. The autosomal recessive mh locus causing double-muscling condition in these cattle maps to bovine chromosome 2 within the same interval as myostatin, a member of the TGF-beta superfamily of genes. Because targeted disruption of myostatin in mice results in a muscular phenotype very similar to that seen in double-muscled cattle, we have evaluated this gene as a candidate gene for double-muscling condition by cloning the bovine myostatin cDNA and examining the expression pattern and sequence of the gene in normal and double-muscled cattle. The analysis demonstrates that the levels and timing of expression do not appear to differ between Belgian Blue and normal animals, as both classes show expression initiating during fetal development and being maintained in adult muscle. Moreover, sequence analysis reveals mutations in heavy-muscled cattle of both breeds. Belgian Blue cattle are homozygous for an 11-bp deletion in the coding region that is not detected in cDNA of any normal animals examined. This deletion results in a frame-shift mutation that removes the portion of the Myostatin protein that is most highly conserved among TGF-beta family members and that is the portion targeted for disruption in the mouse study. Piedmontese animals tested have a G-A transition in the same region that changes a cysteine residue to a tyrosine. This mutation alters one of the residues that are hallmarks of the TGF-beta family and are highly conserved during evolution and among members of the gene family. It therefore appears likely that the mh allele in these breeds involves mutation within the myostatin gene and that myostatin is a negative regulator of muscle growth in cattle as well as mice.