• 제목/요약/키워드: Mitochondrial DNA D-loop Region

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Novel Mutations in the Displacement Loop of Mitochondrial DNA are Associated with Acute Lymphoblastic Leukemia: A Genetic Sequencing Study

  • Yacoub, Haitham Ahmed;Mahmoud, Wael Mahmoud;El-Baz, Hatim Alaa El-Din;Eid, Ola Mohamed;ELfayoumi, Refaat Ibrahim;Elhamidy, Salem Mohamed;Mahmoud, Maged M.
    • Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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    • 제15권21호
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    • pp.9283-9289
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    • 2014
  • Background: Acute lymphoblastic leukemia (ALL) is the most common cancer diagnosed in children and represents approximately 25% of cancer diagnoses among those younger than 15 years of age. Materials and Methods: This study investigated alterations in the displacement loop (d-loop) region of mitochondrial DNA (mtDNA) as a risk factor and diagnostic biomarker for early detection and diagnosis of acute lymphoblastic leukemia. Using mtDNA from 23 subjects diagnosed with acute lymphoblastic leukemia, the first 450 bp of the d-loop region were amplified and successfully sequenced. Results: This revealed 132 mutations at 25 positions in this region, with a mean of 6 alterations per subject. The d-loop alterations in mtDNA in subjects were all identified as single nucleotide polymorphisms in a homoplasmic distribution pattern. Mutant alleles were observed in all subjects with individual frequency rates of up to 95%. Thirteen mutant alleles in the d-loop region of mtDNA occurred with a high frequency. Novel alleles and locations were also identified in the d-loop of mtDNA as follows: 89 G insertions (40%), 95 G insertions (13%), 182 C/T substitutions (5%), 308 C insertions (19%), and 311 C insertions (80%). The findings of this study need to be replicated to be confirmed. Conclusions: Further investigation of the relationship between mutations in mitochondrial d-loop genes and incidence of acute lymphoblastic leukemia is recommended.

Mitochondrial DNA Polymorphism, Maternal Lineage and Correlations with Postnatal Growth of Japanese Black Beef Cattle to Yearling Age

  • Malau-Aduli, A.E.O.;Nishimura-Abe, A.;Niibayas, T.;Yasuda, Y.;Kojima, T.;Abe, S.;Oshima, K;Hasegawa, K.;Komatsu, M.
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제17권11호
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    • pp.1484-1490
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    • 2004
  • Mitochondrial DNA haplotypes from the displacement-loop (D-loop) region (436 bp) were genotyped and sequenced in Japanese Black beef cattle raised in the same herd. Correlation coefficients between mitochondrial DNA haplotypes, maternal lineage, birth weight, preweaning average daily gain, weaning weight, post weaning average daily gain and yearling weight were computed. The objective was to study the relationship between maternal and postnatal growth traits and to investigate if postnatal growth of calves to yearling age could be accurately predicted from mitochondrial DNA haplotypes. Results of the phylogenetic analysis revealed 17 maternal lineages and four mitochondrial DNA haplotypes. There were strong, positive and highly significant (p<0.001) correlations among maternal traits ranging from 0.52 to 0.98. Similarly, among postnatal growth traits, most of the correlations were also strong, positive and highly significant (p<0.001); the highest correlation of 0.94 was between preweaning average daily gain and weaning weight. However, correlations between mitochondrial DNA haplotypes and postnatal growth traits were very low, mostly negative and non-significant (p>0.05) ranging from -0.05 to 0.1. Prediction of postnatal growth from mitochondrial DNA yielded very low $R^{2}$ values ranging from 0.002 to 0.019. It was concluded that mitochondrial DNA polymorphism has no significant association with postnatal growth from birth to yearling age, and by implication, nuclear rather than cytoplasmic DNA, accounts for most of the genetic variation observed in postnatal growth of Japanese Black cattle. Therefore, mitochondrial DNA genotyping at an early age has no bearing on the accurate prediction of the future growth performance of calves.

Genetic Diversity and Phylogenetic Analysis of South-East Asian Duck Populations Based on the mtDNA D-loop Sequences

  • Sultana, H.;Seo, D.W.;Bhuiyan, M.S.A.;Choi, N.R.;Hoque, M.R.;Heo, K.N.;Lee, J.H.
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제29권12호
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    • pp.1688-1695
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    • 2016
  • The maternally inherited mitochondrial DNA (mtDNA) D-loop region is widely used for exploring genetic relationships and for investigating the origin of various animal species. Currently, domestic ducks play an important role in animal protein supply. In this study, partial mtDNA D-loop sequences were obtained from 145 samples belonging to six South-East Asian duck populations and commercial duck population. All these populations were closely related to the mallard duck (Anas platyrhynchos), as indicated by their mean overall genetic distance. Sixteen nucleotide substitutions were identified in sequence analyses allowing the distinction of 28 haplotypes. Around 42.76% of the duck sequences were classified as Hap_02, which completely matched with Anas platyrhynchos duck species. The neighbor-joining phylogenetic tree also revealed that South-East Asian duck populations were closely related to Anas platyrhynchos. Network profiles were also traced using the 28 haplotypes. Overall, results showed that those duck populations D-loop haplotypes were shared between several duck breeds from Korea and Bangladesh sub continental regions. Therefore, these results confirmed that South-East Asian domestic duck populations have been domesticated from Anas platyrhynchos duck as the maternal origins.

한우 Mitochondrial DNA D-Loop 영역의 RFLP Marker가 산유량에 미치는 영향 (Effect of RFLP Marker of the Mitochondrial DNA D-Loop Region on Milk Production in Korean Cattle)

  • 정의룡;정구용
    • 한국축산식품학회지
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    • 제25권2호
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    • pp.218-225
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    • 2005
  • 본 연구는 mt DNA의 D-loop 영역을 probe로 이용한 Southern blot hybridization 분석 기법을 이용하여 한우에서 mt DNA의 RFLP를 분석하고 RFLP marker가 유생산에 미치는 영향을 분석하여 산유량 관련 DNA marker를 개발하고자 수행하였다. Mt DNA의 D-loop 영역내 404번부터 15061까지 1142 bp 크기의 염기 서열 부위를 특이적인 primer를 이용하여 PCR로 증폭하였다. Mt DNA를 HpaII, BamHI, XbaI, HinfI, EcoRI, HindII 및 RsaI 7종류의 제한효소를 이용하여 각각 절단한 후 DIG로 표지된 D-loop probe를 이용하여 검출한 결과 XbaI, RsaI, BamHI 및 HpaII 4종류의 제한효소에서 각각 RFLP 다형성이 검출되었고 EcoRI, HindIII 및 HinfI 3종류 제한효소는 변이가 존재하지 않았다. 다유 계통과 저유 계통 선발 집단간의 각 제한효소별 RFLP type의 출현빈도를 비교한 결과 BamHI 및 RsaI 제한효소에서 두 집단간의 RFLP type의 출현율에 각각 통계적 유의성(P<.05)이 인정되었다. 다유 및 저유성으로 극단의 육종가 값을 갖는 두 계통의 mt DNA D-loop영역의 염기 서열을 비교 분석한 결과 441번째 염기가 G/C, 469번째 염기는 T/C, 503번째 염기는 C/T, 569번째 염기는 G/A, 614번째 염기는 C/A그리고 644번째 염기는 C/T로 각각 염기가 치환되었고 특히, 다유 계통 개체의 677번째의 A염기가 저유 계통 개체에서는 결실되어 있다는 사실이 확인되었다. 한편, 한우 암소의 유생산에 영향을 미치는 효과를 규명하기 위하여 mt DNA RFLP 형과 송아지 이유시 체중, 생시체중 및 비유량을 측정하여 얻어진 육종가의 성적을 근거로 통계 분석한 결과 XbaI 제한효소의 RFLP type이 산유 능력 육종가와 유의적인 관련성이 확인되었다 (P<05). 즉, RFLP A type을 갖는 축군의 평균 육종가 추정치가 6.233으로 B type을 갖는 축군의 평균 육종가 추정치 0.757보다 월등히 높은 것으로 나타났다. 결론적으로 산유량과 관련성이 확인된 mt DNA RFLP type은 한우의 산유량 향상을 위한 DNA marker로 이용 가능할 것으로 기대된다.

Determination of Phylogenetic Relationships of Turkish Native Cattle Breeds with Other Cattle Breeds Using Mitochondrial DNA D-loop Sequence Polymorphism

  • Ozdemir, Memis;Dogru, Unsal
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제22권7호
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    • pp.955-961
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    • 2009
  • The aim of this study was to determine the specific polymorphic sites in cattle breeds and inter- and interbreed genetic variation among breeds and to develop a databank of Turkish native cattle mtDNA using sequence analysis. The entire D-loop region was analyzed based on DNA sequences in Turkish Grey, East Anatolian Red, South Anatolian Red, and Anatolian Black native breeds. In total, 68 nucleotide differences were observed at 26 different sites. The variable positions consisted of 22 transitions, two transversions, and two insertions, but no deletions. Haplotype number, haplotype diversity, nucleotide diversity, and mean number of pairwise difference values were found to be 17, 0.993, 0.00478, and 4.275, respectively. In addition, a phylogeny was developed by comparison among cattle populations for which the entire D-loop sequence was available. A high level of genetic variation was observed within and among the native cattle breeds.

미토콘드리아 displacement loop 영역의 염기서열을 이용한 녹용의 원산지 동정 (Molecular Identification of Deer Antlers using Nucleotide Sequences of Mitochondrial Displacement Loop Region)

  • 유현숙;이기남;이진성
    • 생명과학회지
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    • 제20권12호
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    • pp.1859-1866
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    • 2010
  • 우리나라는 세계 녹용 생산량의 80% 이상을 소비한다. 하지만, 중국산, 뉴질랜드산 녹용과 수입이 금지된 북미산 녹용이 원용이라고 불리는 고가의 러시아산 녹용으로 둔갑 판매, 유통되는 문제가 다수 보고되고 있다. 따라서 본 연구에서는 녹용의 원산지 동정 기술을 개발하고자 러시아, 중국, 뉴질랜드 및 북미산 녹용으로부터 미토콘드리아 D-loop 영역에 대한 원산지 특이적인 분자 마커를 탐색할 목적으로 수행되었다. 결과적으로 중국산 녹용으로부터 약 60~70 bp의 결실 부위를 확인하고 이들 부위를 특이적으로 확인할 수 있는 PCR법을 통해서 중국산 녹용의 정확한 감별 가능성을 확인하였다. 따라서 본 연구는 미토콘드리아 DNA 유래의 유전자들에 대한 염기서열 분석과 이를 이용한 PCR 동정법이 녹용의 원산지 감별에 적용될 수 있음을 보여주는 사례라 생각된다.

한우 산유량에 미치는 Mitochondrial DNA D-loop영역의 염기서열 변이효과 (Effect of Sequence Variation in Bovine Mitochondrial DNA D-Ioop Region on ~ilk Production for Hanwoo)

  • 공홍식;오재돈;임현진;이학교;전광주;윤두학;전기준;최재관;최연호;조병욱
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제46권5호
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    • pp.729-734
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    • 2004
  • 본 연구는 한우의 mtDNA D-loop 영역 염기 변이가 산유량에 미치는 효과를 검증하기 위하여 수행하였다. 젖소의 mtDNA D-loop 영역에서 단일염기의 치환이 20 개의 지역에서 확인되었다. 그중 8, 169, 16042, 16051, 16057, 16093, 16119, 16122, 16209, 16255, 16302 bp 지역에서 높은 빈도의 염기치환이 검출되었다. 16119bp 지역에서는 T가 C로 치환된 빈도가 0 .138로 검출되었으며, 이 위치에서의 염기치환에 의한 산유량 효과는 -1.61 (p<0.1)로 나타났다. 16185bp 지역에서의 염기치환에 의한 산유량 효과는 3.557(p<0.05)로 나타났으며 G가 A로 치환된 빈도는 0.063로 나타났다. 본 연구에서 검출한 한우 다유계통 집단의 mtDNA내 D- loop 영역의 염기서열 변이 빈도와 유량과의 연관성분석 결과 등은 한우 집단의 유전적 변이성 추정과 좀 더 다양한 경제형질과의 관련성 분석으로 다양한 유전적 지표인자 발굴에 도움 될 것이며 이를 통해 분자유전학적 기법을 이용한 한우의 육종 전략을 확립하논데 기초 자료가 되는 것은 물론 우려나라 고유 품종인 한우의 유전자원 보존과 분자육종학적인 연구에 기초 자료로서 유용하게 활용 할 수 있을 것으로 기대된다.

Origin-related study of genetic diversity and heteroplasmy of Mongolian sheep (Ovis aries) using mitochondrial DNA

  • Kim, Yi Seul;Tseveen, Khaliunaa;Batsukh, Badamsuren;Seong, Jiyeon;Kong, Hong Sik
    • 한국동물생명공학회지
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    • 제35권2호
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    • pp.198-206
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    • 2020
  • Food and agricultural production sector, especially livestock production is vital for Mongolia's economic and social development. Domestic sheep play key roles for Mongolians, providing food (meat, milk) and raw materials (wool, sheepskin), but genetic diversity, origin of sheep populations in Mongolia have not been well studied. Studies of population genetic diversity is important research field in conservation and restoration of animal breeds and genetic resources. Therefore, this study aimed to investigate genetic characteristics and estimate origin through the analysis of mitochondrial DNA control region D-loop and Cytochrome b of Mongolian indigenous sheep (Mongolian native, Orkhon and Altanbulag) and one Europe sheep (Suffolk). As a result of there were found, 220 SNPs (Single nucleotide polymorphism) in the D-loop region, 28 SNPs in the Cytochrome B region, furthermore, 77 Haplotypes. The nucleotide diversity was only found in D-loop region (n = 0.0184). Phylogenetic analysis showed that 3 (A, B, and C) of 5 haplogroups of sheep have been identified in our research. Haplogroup C was only found in Mongolian indigenous sheep. Haplogroup D and E were not observed. As a result of haplogroups, haplogroup A was dominant (n = 46 of 94 sheeps), followed by haplogroup B (n = 36) and haplogroup C (n = 12). Sequence analysis showed that T deletion, insertion and heteroplasmy in D-loop region occurred at a high rate in Mongolian indigenous sheep population (T insertion = 47, T deletion = 83). The heteroplasmy, which has never been found in Mongolian sheep, has been newly discovered in this study. As a result, the Mongolian sheep varieties, which mainly derived from Asia, were in hybridization with European sheep varieties.

한우 경제형질에 미치는 Mitochondrial DNA D-loop 영역의 염기서열 변이효과 (Effect of Sequence Variation in Bovine Mitochondrial DNA D-loop Region on Economic Traits for Hanwoo)

  • 오재돈;윤두학;공홍식;임현진;이학교;조병욱;홍기창;전광주
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제45권6호
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    • pp.933-938
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    • 2003
  • 본 연구는 한우 mt DNA D-loop 영역의 염기변이 다형성과 경제형질간의 관련성을 분석하기 위하여 수행하였다. 한우의 mtDNA D-loop 영역에서 단일염기의 치환 의해 총 25개의 polymorphic site가 확인되었다. 그중 주요 Polymorphic site의 염기변이 빈도는 169, 16042, 16093, 16119, 16255 및 16302번째 위치에서 0.891, 0.117, 0.109, 0.182, 0.197 및 0.117로 검출되었다. 169 및 16119번째 위치에서의 염기치환에 의한 MS의 효과는 -1.08(p〈0.05), 1.29(p〈0.01)로 나타났으며, 169 및 16042번째 위치에서의 염기치환에 의한 BF의 효과는 -0.31(p〈0.01)과 0.34(p〈0.01)로 나타났다. 본 연구에서 검출한 한우 mtDNA내 D-loop 영역의 염기서열 변이 빈도 등은 한우집단의 유전적 변이성 추정과 좀 더 다양한 경제형질과의 관련성 분석은 물론 모계유전 양상 분석을 통한 한우의 형성과정과 타 품종과의 계통분류적 상호 관계 등의 분석에 유용하게 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

Holstein의 유량과 유지방 생산에 미치는 Mitochondrial DNA D-loop 영역의 염기 서열 변이 효과 (Effect of Sequence Variation in Mitochondrial DNA D-loop Region on Milk and Milk Fat Production in Holstein Cows)

  • 오재돈;공홍식;이학교;전광주
    • Reproductive and Developmental Biology
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    • 제29권1호
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    • pp.9-13
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    • 2005
  • 본 연구는 젖소(Holstein종)의 mtDNA D-loop 영역 염기변이 다형성과 경제형질간의 관련성을 분석하기 위하여 수행하였다. 젖소의 mtDNA D-loop 영역에서 단일염기의 치환에 의해 총 35개의 polymorphic site가 확인되었다. 그중 주요 Polymorphic site의 염기변이 빈도는 106, 169, 16057, 16231 및 16255 지역에서 높은 빈도의 염기치환이 검출되었다. 169 지역은 A가 G로 염기치환이 일어났고 그 빈도는 0.555로 높게 나타났으며 염기치환에 의한 산유량 효과는 1259.6 kg(P<0.05)로 나타났다. 유지방과의 관계를 분석한 결과 16118 지역은 A가 G로 치환되는 빈도가 0.02로 검출되었으며, 16135 지역은 T가 C로 치환되는 빈도가 0.02로 검출되었고, 16302 지역은 G가 A로 치환되는 빈도가 0.04로 검출되었다. 이 지역들이 유지방에 미치는 변이 효과는 - 156, - 118.15 및 - 67.77 kg(P<0.1)으로 나타났다. 본 연구에서 검출한 젖소 mtDNA내 D-loop 영역의 염기서열 변이 빈도와 유량, 유지방과의 연관성 분석 결과 등은 젖소집단의 유전적 변이성 추정과 좀 더 다양한 경제형질과의 관련성 분석으로 다양한 유전적 지표인자 발굴에 도움이 될 것이며 이를 통해 분자유전학적 기법을 이용한 젖소의 육종전략을 확립하는데 기초 자료가 되는 것은 물론 분자육종학적인 연구에 기초 자료로서 유용하게 활용할 수 있을 것으로 기대된다.