Melanophilin polymorphism in ferrets of different colors

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

In mammals, the main contribution to the variability of pigmentation is made by two groups of genes directly related to the metabolic pathways of pigment synthesis and controlling the transport of melanosomes in melanocytes to keratinocytes. In order to identify the genetic basis of pigmentation variants, the nucleotide sequences of the melanophilin gene were compared in two groups of ferrets – silver-colored and wild-type animals using sequencing of 16 exons. In carriers of silver color, a single nucleotide deletion was detected in the 9th exon, leading to a shift in the reading frame and the formation of a stop codon downstream. The protein encoded by the mutant allele is almost completely devoid of the C terminal domain of the protein responsible for the contact of melanosomes with actin during their muving to the periphery of melanocytes, but it retains the leading domain involved in the formation of melanosomes. The combination of the preservation of the N domain and the defect of the C domain of the mutant protein for the first time makes it possible to explain the incomplete dominance of the wild-type protein in heterozygotes.

Full Text

Restricted Access

About the authors

G. Yu. Kosovsky

Afanas’ev Research Institute of Fur-Bearing Animal Breeding and Rabbit Breeding

Author for correspondence.
Email: gkosovsky@mail.ru

Corresponding Member of the RAS

Russian Federation, pos. Rodniki, Ramenskii Region, Moscow Province

V. I. Glazko

Afanas’ev Research Institute of Fur-Bearing Animal Breeding and Rabbit Breeding

Email: gkosovsky@mail.ru
Russian Federation, pos. Rodniki, Ramenskii Region, Moscow Province

O. I. Abramov

Afanas’ev Research Institute of Fur-Bearing Animal Breeding and Rabbit Breeding

Email: gkosovsky@mail.ru
Russian Federation, pos. Rodniki, Ramenskii Region, Moscow Province

T. T. Glazko

Afanas’ev Research Institute of Fur-Bearing Animal Breeding and Rabbit Breeding

Email: gkosovsky@mail.ru
Russian Federation, pos. Rodniki, Ramenskii Region, Moscow Province

References

  1. Ermini L., Francis J. C., Rosa G. S., et al. Evolutionary selection of alleles in the melanophilin gene that impacts on prostate organ function and cancer risk // Evol Med Public Health. 2021. V. 9 (1). P. 311–321.
  2. Alshanbari F., Castaneda C., Juras R., et al. (2019) Comparative FISH-Mapping of MC1R, ASIP, and TYRP1 in New and Old World Camelids and Association Analysis With Coat Color Phenotypes in the Dromedary (Camelus dromedarius) // Front Genet. 2019. V. 10. P. 340.
  3. Jia X., Ding P., Chen S., et al. Analysis of MC1R, MITF, TYR, TYRP1, and MLPH Genes Polymorphism in Four Rabbit Breeds with Different Coat Colors // Animals (Basel). 2021. V. 11 (1). P. 81.
  4. Vaez M., Follett S. A., Bed'hom B., et al. A single point-mutation within the melanophilin gene causes the lavender plumage colour dilution phenotype in the chicken // BMC Genet. 2008. V. 9. P. 7.
  5. Bed'hom B., Vaez M., Coville J. L., et al. The lavender plumage colour in Japanese quail is associated with a complex mutation in the region of MLPH that is related to differences in growth, feed consumption and body temperature // BMC Genomics.2012. V. 13. P. 442.
  6. Bauer A., Kehl A., Jagannathan V., et al. A novel MLPH variant in dogs with coat colour dilution. Anim Genet. 2018. V. 49 (1). P. 94–97.
  7. Demars J., Iannuccelli N., Utzeri V. J., et al. New Insights into the Melanophilin (MLPH) Gene Affecting Coat Color Dilution in Rabbits // Genes (Basel). 2018. V. 9 (9). P. 430.
  8. Ishida Y., David V. A., Eizirik E., et al. A homozygous single-base deletion in MLPH causes the dilute coat color phenotype in the domestic cat // Genomics. 2006. V. 88 (6). P. 698–705.
  9. Cirera S., Markakis M. N., Christensen K., et al. New insights into the melanophilin (MLPH) gene controlling coat color phenotypes in American mink // Gene. 2013. V. 527 (1). P. 48–54.
  10. Manakhov A. D., Andreeva T. V., Trapezov O. V., Kolchanov N. A., Rogaev E. I. Genome analysis identifies the mutant genes for common industrial Silverblue and Hedlund white coat colours in American mink // Sci Rep. 2019. V. 9 (1). P. 4581.
  11. Li W., Sartelet A., Tamma N., et al. Reverse genetic screen for loss-of-function mutations uncovers a frameshifting deletion in the melanophilin gene accountable for a distinctive coat color in Belgian Blue cattle // Anim Genet. 2016. V. 47 (1). P. 110–113.
  12. Posbergh C. J., Staiger E. A., Huson H. A Stop-Gain Mutation within MLPH Is Responsible for the Lilac Dilution Observed in Jacob Sheep // Genes (Basel). 2020. V. 11 (6). P. 618.
  13. Kalds P., Zhou S., Gao Y., et al. Genetics of the phenotypic evolution in sheep: a molecular look at diversity-driving genes // Genet Sel Evol. 2022. V. 54 (1). P. 61.
  14. Lehner S., Gähle M., Dierks C., et al. Two-exon skipping within MLPH is associated with coat color dilution in rabbits // PLoS One. 2013. V. 8 (12). P. e84525.
  15. Fontanesi L., Scotti E., Allain D., et al. A frameshift mutation in the melanophilin gene causes the dilute coat colour in rabbit (Oryctolagus cuniculus) breeds // Anim Genet. 2013. V. 45 (2). P. 248–55.
  16. Demars J., Iannuccelli N., Utzeri V. J., et al. New Insights into the Melanophilin (MLPH) Gene Affecting Coat Color Dilution in Rabbits // Genes (Basel). 2918. V. 9 (9). P. 430.
  17. Hume A. N., Tarafder A.K, Ramalho J. S., et al. A coiled-coil domain of melanophilin is essential for Myosin Va recruitment and melanosome transport in melanocytes // Mol Biol Cell. 2006. V. 17 (11). P. 4720–4735.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. The sequence chromatogram containing the mutation was obtained. A similar section of the mlph gene in a wild–type ferret is shown above, and a mutant type is shown below (highlighted with a rectangle).

Download (923KB)
3. Fig. 2. Comparison of amino acid sequences of wild and mutant forms of melanophilin. For clarity, we have highlighted the amino acid sequences of the two forms that are identical in green, and those that differ in yellow and italics. The first modified amino acid is also highlighted with an underscore.

Download (1MB)
4. Fig. 3. The structure of wild-type melanophilin. The binding domain to the Rab27A protein is highlighted in a circle on the left. Further along the sequence, there are two alpha chains. The first of them belongs to the myosin binding domain, the second is part of the functional actin binding domain. The mutation point present in a similar sequence of a mutant protein is marked with an arrow.

Download (245KB)
5. Fig. 4. The structure of melanophilin of the mutant type. The Rab27a protein binding domain is highlighted in a circle. The mutant amino acid is marked with an arrow. The sequence of amino acids after the mutation point does not correspond to a similar sequence in the wild type. The two alpha chains present in this figure are not analogous to the alpha chains in the wild-type protein.

Download (232KB)

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».