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Combined QTL and Selective Sweep Mappings with Coding SNP Annotation andcis-eQTL Analysis RevealedPARK2andJAG2as New Candidate Genes for Adiposity Regulation

Authors :
Morgane Boutin
M. J. Duclos
Colette Désert
Elisabeth Le Bihan-Duval
Diane Esquerre
Yuna Blum
Sandrine Lagarrigue
Frédérique Pitel
Hervé Guillou
Pierre-François Roux
Etienne Mouisel
Brian W. Parks
Olivier Demeure
Sophie Leroux
Christophe Klopp
Anis Djari
Bertrand Servin
Aldons J. Lusis
Simon Boitard
Alexandra Montagner
Frédéric Lecerf
Physiologie, Environnement et Génétique pour l'Animal et les Systèmes d'Elevage [Rennes] (PEGASE)
AGROCAMPUS OUEST-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)
Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)
Institut de Systématique, Evolution, Biodiversité (ISYEB )
Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-École pratique des hautes études (EPHE)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Génétique Animale et Biologie Intégrative (GABI)
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-AgroParisTech
Department of Medecine/Division of Cardiology
University of California [Los Angeles] (UCLA)
University of California-University of California
ToxAlim (ToxAlim)
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT)
Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées
Institut des Maladies Métaboliques et Cardiovasculaires (I2MC)
Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
Unité de Biométrie et Intelligence Artificielle (UBIA)
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)
SIGENAE
Génétique Physiologie et Systèmes d'Elevage (GenPhySE )
École nationale supérieure agronomique de Toulouse [ENSAT]-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT)
Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Unité de Recherches Avicoles (URA)
Department of Human Genetics
Toxicologie Intégrative & Métabolisme (ToxAlim-TIM)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Physiologie, Environnement et Génétique pour l'Animal et les Systèmes d'Elevage [Rennes] ( PEGASE )
Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -AGROCAMPUS OUEST
Université européenne de Bretagne ( UEB )
Biologie Intégrative des Populations
École pratique des hautes études ( EPHE ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS )
Génétique Animale et Biologie Intégrative ( GABI )
Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -AgroParisTech
University of California at Los Angeles [Los Angeles] ( UCLA )
Toxicologie Alimentaire ( UTA )
Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -Université de Bourgogne ( UB ) -AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement
UMR 1048 I2MC
Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale
Unité de Biométrie et Intelligence Artificielle ( UBIA )
Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA )
GenPhySE - UMR 1388 ( Génétique Physiologie et Systèmes d'Elevage )
Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -École nationale supérieure agronomique de Toulouse [ENSAT]-ENVT
GENOTOUL
Recherches Avicoles ( SRA )
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-AGROCAMPUS OUEST
Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)
AgroParisTech-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)
Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
École pratique des hautes études (EPHE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Toxicologie Alimentaire (UTA)
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Bourgogne (UB)-AgroSup Dijon - Institut National Supérieur des Sciences Agronomiques, de l'Alimentation et de l'Environnement
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-École nationale supérieure agronomique de Toulouse [ENSAT]
Recherches Avicoles (SRA)
Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-École Pratique des Hautes Études (EPHE)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
University of California (UC)-University of California (UC)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université de Toulouse (UT)-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INP - PURPAN)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
Unité de Biométrie et Intelligence Artificielle (ancêtre de MIAT) (UBIA)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-École nationale supérieure agronomique de Toulouse (ENSAT)
Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Source :
G3, G3, Genetics Society of America, 2015, 5, pp.517-529. ⟨10.1534/g3.115.016865⟩, G3, Genetics Society of America, 2015, 5, pp.517-529. 〈10.1534/g3.115.016865〉, G3: Genes|Genomes|Genetics, G3, 2015, 5, pp.517-529. ⟨10.1534/g3.115.016865⟩, G3-Genes Genomes Genetics (5), 517-529. (2015)
Publication Year :
2015
Publisher :
Oxford University Press (OUP), 2015.

Abstract

Very few causal genes have been identified by quantitative trait loci (QTL) mapping because of the large size of QTL, and most of them were identified thanks to functional links already known with the targeted phenotype. Here, we propose to combine selection signature detection, coding SNP annotation, and cis-expression QTL analyses to identify potential causal genes underlying QTL identified in divergent line designs. As a model, we chose experimental chicken lines divergently selected for only one trait, the abdominal fat weight, in which several QTL were previously mapped. Using new haplotype-based statistics exploiting the very high SNP density generated through whole-genome resequencing, we found 129 significant selective sweeps. Most of the QTL colocalized with at least one sweep, which markedly narrowed candidate region size. Some of those sweeps contained only one gene, therefore making them strong positional causal candidates with no presupposed function. We then focused on two of these QTL/sweeps. The absence of nonsynonymous SNPs in their coding regions strongly suggests the existence of causal mutations acting in cis on their expression, confirmed by cis-eQTL identification using either allele-specific expression or genetic mapping analyses. Additional expression analyses of those two genes in the chicken and mice contrasted for adiposity reinforces their link with this phenotype. This study shows for the first time the interest of combining selective sweeps mapping, coding SNP annotation and cis-eQTL analyses for identifying causative genes for a complex trait, in the context of divergent lines selected for this specific trait. Moreover, it highlights two genes, JAG2 and PARK2, as new potential negative and positive key regulators of adiposity in chicken and mice.

Details

ISSN :
21601836
Volume :
5
Database :
OpenAIRE
Journal :
G3 Genes|Genomes|Genetics
Accession number :
edsair.doi.dedup.....b4b6d3e83bc82501c048198f97a49366
Full Text :
https://doi.org/10.1534/g3.115.016865