Dans le thyrocyte normal, la TSH active une voie dépendante de l’adénylyl cyclase/AMPc, qui représente l’une des trois voies mitogéniques de la thyroïde. La cascade de signalisation de la TSH diffère des deux autres voies dans sa capacité à induire à la fois la prolifération et la différenciation, comprenant la synthèse et la sécrétion des hormones thyroïdiennes. Identifier les acteurs de cette cascade de signalisation, ainsi que les interactions entre effecteurs, est donc très important pour la compréhension de la fonction de la cellule thyroïdienne. C’est dans ce cadre que s’insère notre travail au cours duquel nous nous sommes intéressés au récepteur de la TSH ainsi qu’à une protéine récemment identifiée dans le laboratoire et dont l’expression est modulée en réponse à la TSH dans la thyroïde : C3VS. C3VS est une protéine qui présente six motifs ankyrine et une tirette à leucine et dont la fonction était inconnue à l'époque. Dans un premier temps, nous avons contribué à l’obtention de la séquence codante complète du C3VS de chien, puis, l'identification des partenaires d'une protéine pouvant aider à caractériser sa fonction, nous nous sommes proposé de rechercher les partenaires potentiels de la région N-terminale de C3VS par la méthode double-hybride. Nous avons étudié la distribution tissulaire et la régulation par la TSH de différents partenaires isolés. Parmi eux, SUG1, une ATPase du protéasome 26S, a été étudiée plus avant mais l’interaction n’a pas pu être confirmée par "GST-pulldown assay". Simultanément, une remise en question de la position de la méthionine initiale de C3VS, couplée à une impossibilité d’exprimer la protéine en cellules COS par transfection mettait en péril le travail. En l’absence de plus d’arguments fonctionnels permettant d’orienter l’étude des positifs, cette partie du travail a été suspendue au profit de notre étude sur le récepteur de la TSH. L'activation de cascades différentes dans le thyrocyte humain et canin pouvant être due à l'action de protéines intracellulaires, nous avons tenté de rechercher par double-hybride des partenaires protéiques autres que les protéines G pour le récepteur de la TSH. Nous avons ainsi identifié PRA1 mais nous n’avons pas pu confirmer l'interaction entre les deux protéines par "GST-pulldown assay". Pour tenter de comprendre le rôle de cette interaction, nous avons réalisé des essais fonctionnels en transfectant des cellules pour évaluer l'implication de PRA1 sur la synthèse d’AMPc. Ces expériences ne nous ont pas permis de montrer un rôle pour PRA1 au niveau de la cascade, mais en revanche, nous avons mis en évidence le fait que la co-transfection de deux ADNc codant pour des protéines membranaires sature la machinerie de traduction et diminue l'expression du RTSH. Dans une deuxième partie de notre travail, nous avons étudié la 5-phosphatase SHIP2, dont l’implication dans la cascade de réponse à l’insuline était suggérée, entre autres, par le travail d’Isabelle Vandenbroere qui avait montré l’interaction de cette protéine avec CAP et c-Cbl. Nous avons développé au laboratoire la culture de la lignée pré-adipocytaire 3T3-L1 et étudié la localisation de SHIP2 au niveau des rafts de ces cellules. Nous avons montré que SHIP2 n’y est pas recrutée. CAP et c-Cbl ne semblent pas non plus y être recrutées, tandis que nous y avons détecté le récepteur de l'insuline. La localisation de différentes protéines impliquées dans la cascade de l'insuline dans les rafts est une question controversée à l’heure actuelle et notre étude montre que l’implication fonctionnelle de SHIP2 dans la cascade de l'insuline n'est probablement pas dépendante des rafts.

1. Sphingolipid-cholesterol domains (lipid rafts) in normal human and dog thyroid follicular cells are not involved in thyrotropin receptor signalling. Thyroid hormone regulates growth and development throughout the animal kingdom. The thyroid which secretes it, is controlled by TSH and its receptor TSHR. TSH and its receptor TSHR act through TSHR-coupled G proteins to control thyroid functions, with a stronger coupling of the TSHR with Gs protein than with Gq protein in human thyrocytes. Gq is not activated by TSH/TSHR in dog, whereas dog TSHR activates it in CHO transfected cells. To better understand TSHR and its downstream effectors G proteins, we attempted to answer the questions by the role of “lipid rafts/caveolae” in TSH action. Lipid rafts/caveolae are sphingolipids-cholesterol-enriched microdomains on plasma membrane that have been proposed to play a role in signal transduction. By concentrating the signal molecules, lipid rafts/caveolae increase the efficiency of the interactions between the molecules and sequestrate them from the bulk membranes. The compartmentation of signal proteins in lipid rafts/caveolae might provide a possible explanation for the relationship between TSHR and G proteins in human and dog thyroctyes. To answer these questions, we first tested the existence of such lipid microdomains in human and dog thyrocytes. By northernblot and RT-PCR of caveolin-1 mRNA, we demonstrated its existence in thyrocytes. The immunohistochemistry of caveolin-1 showed that caveolin/caveolae are present on the apical membrane of thyrocytes, opposite to the TSHR localization on the basolateral membranes. The isolation of lipid rafts/caveolae by Triton X-100/OptiPrep density experiments showed that TSHR and Gq are not in the rafts, even though other proteins such as insulin receptor, flotillin-2 and partially Gs are present in these lipid domains, as expected. Testing the function of the TSH receptor on its main cascade (Gs-Adenylyl cyclase-cAMP) after treating the follicles with Methyl β-cyclodextrin (a cholesterol chelator), we observed no modification of the cAMP levels by this treatment. This is in agreement with our conclusion that the TSHR-Gs-cAMP pathway does not involve the lipid rafts/caveolae domain. TSH-activated signalling does not take place in these membrane domains. Therefore, the differences between species, concerning the TSHR-G proteins coupling cannot be explained by the presence of these membrane domains. 2. Species specific thyroid signal transduction: conserved physiology, diverged mechanisms As mentioned above, Gq proteins are activated in human but not in dog thyroid, in response to TSHR. However the dog TSH receptor is able to activate Gq, as demonstrated in transfected CHO cells. Thus, different thyroid signal transduction pathways exist in different species. In this study, we investigated the effects of TSH on its two signal transduction cascades, the cAMP pathway and the phospholipase C – IP3 – DAG pathway, as measured by cAMP levels and inositol phosphate generation. We also measured the effects of TSH and of agents stimulating specifically one of these cascades, forskolin for the cAMP pathway and Ca++ ionophore (ionomycin) and phorbolmyristate ester (TPA) for the phospholipase C pathway, on markers of thyroid hormone synthesis (H2O2 generation and iodide binding to proteins) and on thyroid hormone secretion in vitro in the various thyroids. We demonstrated that in all species investigated, the TSH receptor activates both hormone synthesis and secretion. While in some species, including humans, rats and mice, the TSH receptor activates both the cAMP and phospholipase C– IP3 – DAG cascades, in others (e.g. dog) it only stimulates the first. The cAMP pathway activates the limiting step in thyroid hormone synthesis, the generation of H2O2, in dog, rat and mice but not in human, pig, horse and beef. Thus physiology remains but the pathways to achieve it differ. On a practical point of view, these results allow to choose adequate animal models for investigating different aspects of human thyroid signalling. 3. Duoxes -TPO association and its regulation in human thyrocytes: the thyroxisome Duox (Dual Oxidase) and TPO (thyroid peroxidase) are the crucial enzymes for the thyroid hormones biosynthesis (T3/T4). TPO uses the hydrogen peroxide (H2O2) produced by Duox1 and Duox2 isoenzymes to covalently link oxidized iodide to tyrosines of thyroglobulin and couple the iodinated tyrosines to form triiodothyronine (T3) and thyroxine (T4). An excess of H2O2 is considered to be toxic for cells although at appropriate concentrations H2O2 may carry out signalling functions. Even though thyrocytes show a better resistance to H2O2 than other cells, it would be beneficial for thyrocytes if Duox and TPO localize closely to increase the working efficiency and avoid an excessive H2O2 spillage. In this study, we explored the association of Duox with TPO, and the possible factors affecting their interaction in the human thyrocyte model. This association was established by co-immunoprecipitation approaches on purified plasma membranes from human thyrocytes and COS-7 transfected cells. Our results show that 1) Duox and TPO localize closely at the plasma membranes of human thyrocytes, 2) this association is up-regulated through the Gq-PLC-Ca2+-PKC pathway and down-regulated through the Gs-cAMP-PKA pathway. 3) H2O2 directly increases the association of Duox and TPO. 4) Partial NH2- or COOH-terminal Duox1 and Duox2 proteins show different binding abilities with TPO in COS-7 transfected cells. The association of the two proteins Duox and TPO thus supports our previous hypothesis of the thyroxisome, a pluriprotein plasma membrane complex in which elements of the iodination apparatus localize closely, thus optimizing working efficiency and minimizing H2O2 spillage. Defect in this association, independently of the catalytic efficiency of the enzyme, could therefore impair thyroid hormone synthesis and be harmful to thyroid cells, leading to thyroid insufficiency.

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden zentrale Aspekte der Schilddrüsenphysiologie am Beispiel von Iod, TSHR und IGF-IR untersucht. Der Pathologie der Schilddrüsenautonomie liegen konstitutiv aktivierende Mutationen des TSHR zugrunde. Die Prävalenz der Schilddrüsenautonomie ist in Iod armen Regionen deutlich erhöht. Als Ursache für Mutationen im TSHR wird vermehrter oxidativer Stress unter Iodmangel angenommen (Krohn et al. 2007; Maier et al. 2007). Die genauen molekularen Mechanismen konnten bisher noch nicht hinreichend aufgeklärt werden. In diesem Zusammenhang interessierte uns inwiefern eine ausreichende Iodversorgung die Entwicklung bereits autonomer Zellen beeinflussen kann. Das verwendete in vitro Modell der Schilddrüsenautonomie mit konstitutiv aktivierenden Mutationen im TSHR wurde bereits in früheren Arbeiten charakterisiert (Führer et al. 2003). Mit Hilfe von Microarray Untersuchungen und Funktionsanalysen, konnten wir deutliche Genregulationen durch Iod an Hand von normalen und autonomen Thyreozyten erkennen. Besonders auffällig war die differentielle Regulation von Genen, die z.B. in der Proliferation, dem Zellzyklus und metabolischen Prozessen involviert sind. Wesentlich ist, dass trotz einer konstitutiven Aktivierung des TSHR Iod dennoch die Proliferation und Funktion einer frühzeitigen Schilddrüsenautonomie herabsetzt. Die physiologische Rolle des IGF-IR in der Schilddrüsenphysiologie in vivo wurde noch nicht systematisch erforscht. Um die Rolle des IGF-IR in der Schilddrüse im Hinblick auf deren Entwicklung und Metabolismus näher zu untersuchen, wurde ein Mausmodell generiert bei dem der IGF-IR schilddrüsenspezifisch über eine durch den TG Promoter regulierte Cre Rekombinase (Igf1rTgCre) ausgeschaltet wurde. Ziel war es nun zu untersuchen, welche Folgen ein thyreoidaler Igf1r Knockout auf die Funktion, Morphologie und Entwicklung der murinen Schilddrüse und metabolischer Parameter hat. Dieser Knockout zeigte in den Mäusen keine Veränderungen des Schilddrüsengewichtes und der Serum T3 Werte, wobei das Serum T4 nach 8 Wochen leicht absank, nach 4 Monaten aber wieder Normalwerte zeigte. Allerdings waren die Serum TSH Werte bis zu 9fach erhöht. Die Histologie der Igf1r-/- Mäuse zeigten mit einer Rate von 86% papilläre Schilddrüsenhyperplasien sowie eine starke Heterogenität der Follikelstruktur, die auch bei den Igf1r-/- Mäuse zu finden war. Die molekulare Kompensation des Igf1r Knockouts in der Schilddrüse besonders durch TSH konnte durch unsere Untersuchungen nicht hinreichend geklärt werden. Die Daten aus unseren Ergebnissen und eines reversen Mausmodells (Überexpression des IGF-IR und IGF-I) (Clement et al. 2001) weisen daraufhin, dass das IGF-IR Signal weniger essentiell für die Schilddrüsenhormonsynthese ist als für das Aufrechterhalten einer Homöostase und normaler Schilddrüsenmorphogenese.

Bei der vorliegenden Arbeit handelt es sich um eine experimentelle Untersuchung zu Unterschieden in der Signaltransduktion von drei mutierten Thyrotropin-Rezeptoren (mTSHR), die in Rattenschilddrüsenzellen stabil exprimiert werden. Mittels Proteomanalyse konnte die Proteinexpression von mehreren Signalproteinen quantitativ untersucht werden und mit der Proteinexpression in Zellen, die Wildtyp (WT)-Rezeptoren exprimieren, verglichen werden. In den Zellen mit mutierten Rezeptoren konnte eine gesteigerte Expression von Proteinen nachgewiesen werden, die in der Endozytose eine Schlüsselrolle spielen. Weiterhin konnte hier eine verstärkte Internalisierung der mTSHR festgestellt werden. Der Phosphatidyl-Inositol-3-Kinase (PI3K) Signalweg wurde in mTSHR-Schilddrüsenzellen im Vergleich zu WT-Zellen verstärkt aktiviert, und dies geschah Proteinkinase A (PKA) -unabhängig. Zudem konnte eine vorübergehende Aktivierung des Proteins Exchange protein directly activated by cAMP (Epac) durch das zyklische Adenosinmonophosphat (cAMP) nachgewiesen werden, die möglicherweise mit der Aktivierung des PI3K-Signalwegs in Zusammenhang steht. Die Ergebnisse gewähren somit neue Einblicke in die biologische Aktivität von mTSHR. Zum einen bleiben wahrscheinlich die mTSHR nach Internalisierung weiterhin aktiv, zum anderen reduziert sich die weitere Signaltransduktion nicht nur auf cAMP-PKA/Inositoltrisphosphat-Signalwege. Diese Ergebnisse könnten zu einem besseren Verständnis für den Verlauf der Schilddrüsenautonomie beitragen.

A major challenge in the post-genomic era is to understand how genome sequence variants (genotype) give rise to the enormous diversity observed in terms of morphology, physiology and behavior (phenotype) among living organisms. Domestic animals—with their tremendous phenotypic variation—are excellent model organisms for determining the relationships between genotype and phenotype. In this thesis, I describe the utilization of the chicken, in combination with modern genetic and genomic approaches, in developing our understanding of the genetic mechanisms underlying phenotypic variation. These studies provide novel information on the genetics behind variation in carotenoid- and melanin-based pigmentation—observed in many organisms—and also cast light on the genetic basis of chicken domestication. In paper I, we report that the yellow skin phenotype—observed in most commercial chickens—is caused by one or several tissue-specific mutations altering the expression of beta-carotene oxygenase 2 (BCO2 or BCDO2) in skin. In addition, we present the first conclusive evidence of a hybrid origin of the domestic chicken, since the allele causing yellow skin most likely originates from the grey jungle fowl (Gallus sonneratii) and not from the previously described sole ancestor, the red jungle fowl (Gallus gallus). In paper II, we detect a number of loci that were likely important during the domestication process of chicken and the later specialization into meat (broiler) and egg (layer) producing lines. One of the major findings was that worldwide, almost all domestic chickens carry a missense mutation in TSHR (thyroid stimulating hormone receptor) in a position that is completely conserved amongst vertebrates. We speculate that this “domestication-mutation” has played an important role in the transformation of the wild red jungle fowl ancestor into the modern domestic chicken. In paper III, we demonstrate that the dilution of red (pheomelanin) pigmentation—observed in the plumage of the Inhibitor of Gold chicken—is caused by a frame-shift mutation in the catechol-O-methyltransferase domain containing 1 (COMTD1) gene. The production and regulation of pheomelanin is poorly understood and this discovery advances our current knowledge of this pathway.

Thyroid hormones are well known important to be in development and growth in birds and that signaling of thyrotropin (TSH) regulates the photo induced seasonal reproduction. A mutation at the thyroid stimulating hormone receptor (TSHR) gene in domestic breeds of chicken could be involved in the release of the photoperiodic regulation. Furthermore, TSH can affect a wide range of domestication related phenotypes, such as behaviour, growth rate and pigmentation. The aim of this study was to investigate the behaviours expressed in the different genotypes on the TSHR gene in chickens. Four standard tests were conducted, aerial predator, fear of human, social dominance and tonic immobility. An advanced intercross line of chickens between red junglefowl and White leghorn was used. Male domestic type chickens explored more, showed more less fear behaviours and showed least fear behaviours in the fear of human test. Increased activity and flight response has been interpreted as a lower fear response, which is in line with this study. The wild type chickens showed more social dominance than domestic type chickens which are in line with previous results. In tonic immobility there was a difference between the wild type male and heterozygous male chickens in latency until first head movement. The conclusion of this study is that there is a difference between the wild type and domestic type chickens. This indicates that the TSHR gene is involved in behavioural changes during domestication, but whether it is due to passive or active selection is the question.

Objectifs : Les Récepteurs Couplés aux Protéines G (RCPG) constituent une grande famille ubiquitaire. Leur structure est caractérisée par sept hélices transmembranaires. Les déformations de ces hélices jouent un rôle majeur dans l’activation de ces récepteurs. La plupart de ces déformations sont liées à la présence de prolines conservées. Cependant, les prolines de l’hélice 2 et 5 des RCPG ne sont pas systématiquement présentes. De plus, la position de la proline dans l’hélice 2 est variable (2.58, 2.59 ou 2.60). Nous nous intéressons aux rôles des prolines des hélices 2 et 5 dans l’activation de deux RCPG : le récepteur de la thyrotropine (TSHR) et le récepteur 2 de la vasopressine (V2R). Méthodes : pour le TSHR et le V2R, nous concevons et caractérisons des mutants pour chaque position conservée de la proline dans l’hélice 2 et/ou 5, ainsi que des mutants sans proline. Résultats : Les mutants du TSHR n’ont pas le même comportement en termes d’expression, de glycosylation ou d’activité. La position la mieux tolérée, 2.59, nous permet de rapprocher le TSHR des récepteurs avec une proline en position 2.59 qui possèdent un renflement dans l’hélice 2. Pour l’hélice 5, les données expérimentales couplées à l’analyse des séquences et la modélisation moléculaire suggèrent une structure non renflée. Pour le V2R, le changement de position de la proline de l’hélice 2 est plus délétère que l’absence de proline dans cette hélice. La proline de l’hélice 5 est indispensable pour l’activité de ce récepteur. Conclusion : Les données obtenues sur le TSHR permettent de proposer un modèle avec une hélice 2 renflée et une hélice 5 non renflée et d’améliorer la modélisation de la cavité interne de ce récepteur, ce qui est essentiel pour le drug design. L’étude du V2R permet de proposer un modèle évolutif de ce récepteur et met en évidence sa spécificité par rapport à des récepteurs proches. / Objectives : Class A G-Protein-coupled receptors (GPCRs) constitute a large family of transmembrane receptors. Helical distortions play a major role in the overall fold and in the activation mechanism of these receptors. Most distortions are related to the presence of conserved proline residues. However, in helices TM2 and TM5, the presence of proline is not mandatory and the correlated mutation of these proline residues is observed in several GPCR sub-families. In addition, the position of the TM2 proline is variable (2.58 to 2.60). We are interested in the role of the TM2 and TM5 proline residues in the folding and activation mechanism of two GPCRs : the thyrotropin receptor (TSHR) and the vasopressin receptor type 2 (V2R). Methods : For both receptors, we engineered and characterized mutants with proline residues at different positions in TM2 and/or at position 5.50 in TM5, and without proline. Results : The expression, the glycolysation or the activity of TSHR mutants are differentially altered by changes in the proline pattern. The “best” mutant, TSHR P2.59, is consistent with a bulged structure for TM2. Experimental data in addition to sequences analysis and modeling suggest an unbulged structure for TM5. For V2R, the absence of proline in TM2 is better tolerated than ashift in the position. The TM5 proline is mandatory for the receptor activation. Conclusion : We suggest a model for TSHR with a bulged TM2 and an unbulged TM5. This should improve the modeling of the transmembrane cavity, which is fundamental for drug design. Our results on V2R suggest an evolutionary model for this receptor and enlighten its specificity compared to nearby receptors.

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden zentrale Aspekte der Schilddrüsenphysiologie am Beispiel von Iod, TSHR und IGF-IR untersucht. Der Pathologie der Schilddrüsenautonomie liegen konstitutiv aktivierende Mutationen des TSHR zugrunde. Die Prävalenz der Schilddrüsenautonomie ist in Iod armen Regionen deutlich erhöht. Als Ursache für Mutationen im TSHR wird vermehrter oxidativer Stress unter Iodmangel angenommen (Krohn et al. 2007; Maier et al. 2007). Die genauen molekularen Mechanismen konnten bisher noch nicht hinreichend aufgeklärt werden. In diesem Zusammenhang interessierte uns inwiefern eine ausreichende Iodversorgung die Entwicklung bereits autonomer Zellen beeinflussen kann. Das verwendete in vitro Modell der Schilddrüsenautonomie mit konstitutiv aktivierenden Mutationen im TSHR wurde bereits in früheren Arbeiten charakterisiert (Führer et al. 2003). Mit Hilfe von Microarray Untersuchungen und Funktionsanalysen, konnten wir deutliche Genregulationen durch Iod an Hand von normalen und autonomen Thyreozyten erkennen. Besonders auffällig war die differentielle Regulation von Genen, die z.B. in der Proliferation, dem Zellzyklus und metabolischen Prozessen involviert sind. Wesentlich ist, dass trotz einer konstitutiven Aktivierung des TSHR Iod dennoch die Proliferation und Funktion einer frühzeitigen Schilddrüsenautonomie herabsetzt. Die physiologische Rolle des IGF-IR in der Schilddrüsenphysiologie in vivo wurde noch nicht systematisch erforscht. Um die Rolle des IGF-IR in der Schilddrüse im Hinblick auf deren Entwicklung und Metabolismus näher zu untersuchen, wurde ein Mausmodell generiert bei dem der IGF-IR schilddrüsenspezifisch über eine durch den TG Promoter regulierte Cre Rekombinase (Igf1rTgCre) ausgeschaltet wurde. Ziel war es nun zu untersuchen, welche Folgen ein thyreoidaler Igf1r Knockout auf die Funktion, Morphologie und Entwicklung der murinen Schilddrüse und metabolischer Parameter hat. Dieser Knockout zeigte in den Mäusen keine Veränderungen des Schilddrüsengewichtes und der Serum T3 Werte, wobei das Serum T4 nach 8 Wochen leicht absank, nach 4 Monaten aber wieder Normalwerte zeigte. Allerdings waren die Serum TSH Werte bis zu 9fach erhöht. Die Histologie der Igf1r-/- Mäuse zeigten mit einer Rate von 86% papilläre Schilddrüsenhyperplasien sowie eine starke Heterogenität der Follikelstruktur, die auch bei den Igf1r-/- Mäuse zu finden war. Die molekulare Kompensation des Igf1r Knockouts in der Schilddrüse besonders durch TSH konnte durch unsere Untersuchungen nicht hinreichend geklärt werden. Die Daten aus unseren Ergebnissen und eines reversen Mausmodells (Überexpression des IGF-IR und IGF-I) (Clement et al. 2001) weisen daraufhin, dass das IGF-IR Signal weniger essentiell für die Schilddrüsenhormonsynthese ist als für das Aufrechterhalten einer Homöostase und normaler Schilddrüsenmorphogenese.

It has been shown that thyroid hormones are important in development and growth in birds and further that thyrotropin (TSH) signaling regulated photoinduced seasonal reproduction. In addition to controlling the development of certain physiological traits, TSH can affect a wide range of phenotypes related to domestication such as behaviour, growth rate, more frequent reproductive cycle’s, pigmentation and also behaviour. Studies indicate that thyroid hormone physiology could potentially be responsible for differences in individual stress response as well as differences in social dominance. This project investigated behaviours expressed in the different genotypes on the Thyroid stimulating hormone receptor (TSHR) gene in chickens. Standard test such as Fear of human, Aerial predator, Tonic immobility and Social hierarchy were carried out with White leghorn (WL) as a domesticated species and Red Junglefowl (Rjf) as their wild counterpart; these were considered to be the control group. There was no significant result on genotype effect for the TSHR animals observed in those variables tested. The TSHR mutants were expected to mirror the White leghorn behavioural response and the TSHR wildtype the behaviour of Rjf. This was however not confirmed. There were a significant interaction between genotype effect and sex effect for TSHR for stand alert in the Aerial predator test which mirrored the results seen in the control groups. The male wildtype followed the male Rjf pattern however the mutant did not mirror the WL male. This study would benefit from more individuals to be tested, for stronger statistical results, plus also to have all genotypes represented to fully investigate the affect the TSHR mutation have on domesticated chickens and potentially the domestication process in a range of species. / TSHR

Thyroid hormones are known to be important in several processes in chicken, such as growth, metabolism and reproductive system. In previous studies the thyroid stimulating hormone receptor (TSHR)-gene has been identified as a target for a selective sweep in commercial breeds of chicken such as broiler and White Leghorn. The evolution of domesticated species can be split into three periods. The first is the natural selection in their natural habitat, the second the beginning of the domestication process, when humans started to tame and breed the wild animals and the third is when animals were bred for commercial interests such as egg laying properties and meat production in chicken. Landraces, which are domesticated but not commercially bred races, are a great resource for identifying during which period a specific gene, which differs between wild type and commercial bred breeds, were selected. In this study Swedish landrace chickens were used in order to analyze the importance of a mutation in the TSHR-gene in the domestication process. The results of this study gave that all, except two individuals from the Bohuslän-Dals svarthöna were homozygous for the mutation known from commercial breeds. The two individuals from Bohuslän-Dals svarthöna were both heterozygous for the mutation. These results suggest that the TSHR mutation is important for the domestication process and were already more or less fixed at the commencement of commercial breeding. The mutation is thought to be dominant and to have an inhibitory impact on the TSHR activity. This might result in hypothyroidism which would make alterations in the reproductive system. This is plausible because the constant availability of food in captivity makes the seasonal reproductive system no longer critical for survival of progeny.