Understanding dog breed copy number differences in the framework of gray wolf copy number variation

Abstract

L’estudi de la variació estructural complementa l’estudi de la variació de seqüència per revelar les complexitats de la variació fenotípica. Els gossos són l’espècie domesticada amb més variació fenotípica que existeix avui en dia, malgrat la seva baixa diversitat nucleotídica. Com a tal, estudiar sistemàticament la variació del nombre de còpies en un panell compost de més de 100 races de gossos, permet descobrir algunes de les bases d’aquesta diversitat fenotípica. En la recerca presentada en aquesta tesi, hem descrit un excés de variants estructurals en gossos si ho comparem amb el que s’esperaria segons la seva història genètica. Aquest fet podria explicar part de la seva variació morfomètrica, anatòmica i patològica. Per altra banda, l’estudi d’associació fenotípica que hem realitzat troba més de 90 variants de nombre de còpia associades a més de 10 fenotips, alguns dels quals desconeguts fins al moment. A més a més, hem trobat una correlació entre variants de nombre de còpia de baix efecte estadístic i altres variants genòmiques rellevants, com ara els patrons d’expressió d’ARN llargs no codificants o la presència de contactes de cromatina. El nostre estudi ha generat una gran quantitat d’hipòtesis que poden donar lloc a validacions funcionals posteriors.

The study of structural variation complements and synergizes with the study of sequence variation to unravel the intricacies of phenotypic variation. Dogs are the most phenotypically variable domesticated species existing today despite their remarkably low nucleotide diversity. As such, the systematized study of copy number variation in an extensive panel of over 100 dog breeds has the potential to unravel a fraction of the bases of phenotypic diversity which remain unexplored. This study finds an excess of structural variants in dogs compared to the expectation given their genetic history, which can potentially account for some of their morphometric, anatomical and pathological variance. Indeed, trait mapping finds over 90 copy number variants associated with more than 10 phenotypes, some of which were previously unknown or uncharacterized. Moreover, there is a correlation between low effect, associated copy number variants and other relevant genomic features such as the expression patterns of long non-coding RNA or the presence of long-range chromatin contacts. Our characterization of copy number variation in dogs has generated a wealth of hypotheses for further functional testing and validation.