Abstract Thyroid carcinomas originating from follicular cells of the thyroid gland occur in both humans and dogs and they have highly similar histomorphologic patterns. In dogs, thyroid carcinomas have not been extensively investigated, especially concerning the familial origin of thyroid carcinomas. Here we report familial thyroid follicular cell carcinomas confirmed by histology in 54 Dutch origin German longhaired pointers. From the pedigree, 45 of 54 histopathologically confirmed cases are closely related to a pair of first-half cousins in the past, indicating a familial disease. In addition, genetics contributed more to the thyroid follicular cell carcinoma than other factors by an estimated heritability of 0.62 based on pedigree. The age of diagnosis ranged between 4.5 and 13.5 years, and 76% of cases were diagnosed before 10 years of age, implying an early onset of disease. We observed a significant higher pedigree-based inbreeding coefficient in the affected dogs (mean F 0.23) compared to unaffected dogs (mean F 0.14), suggesting the contribution of inbreeding to tumour development. The unique occurrence of familial thyroid follicular cell carcinoma in this dog population and the large number of affected dogs make this population an important model to identify the genetic basis of familial thyroid follicular cell carcinoma in this breed and may contribute to the research into pathogenesis, prevention and treatment in humans.

Abstract Clinical mastitis (CM) is an inflammatory disease occurring in the mammary glands of lactating cows. CM is under genetic control, and a prominent CM resistance QTL located on chromosome 6 was reported in various dairy cattle breeds. Nevertheless, the biological mechanism underpinning this QTL has been lacking. Herein, we mapped, fine-mapped, and discovered the putative causal variant underlying this CM resistance QTL in the Dutch dairy cattle population. We identified a ~ 12 kb multi-allelic copy number variant (CNV), that is in perfect linkage disequilibrium with a GWAS lead SNP, as a promising candidate variant. By implementing a genome-wide association study (GWAS) and through expression QTL mapping, we showed that the group-specific component gene ( GC ), a gene encoding a vitamin D binding protein, is an excellent candidate causal gene for the QTL. The multiplicated alleles are associated with increased GC expression and low CM resistance. Ample evidence from functional genomics data supports the presence of an enhancer within this CNV, which would exert cis -regulatory effect on GC . We observed that strong positive selection swept the region near the CNV, and haplotypes associated with the multiplicated allele were strongly selected for. Moreover, the multiplicated allele showed pleiotropic effects for increased milk yield and reduced fertility, hinting that a shared underlying biology for these effects may revolve around the vitamin D pathway. These findings together suggest a putative causal variant of a CM resistance QTL, where a cis -regulatory element located within a CNV can alter gene expression and affect multiple economically important traits. Author summary Clinical mastitis (CM) is an inflammatory disease that negatively influences dairy production and compromises animal welfare. Although one major genetic locus for CM resistance was mapped on bovine chromosome 6, a mechanistic description of this association has been lacking. Herein, we report a 12-kb multiallelic copy number variant (CNV), encompassing a strong enhancer for group-specific component gene ( GC ), as a likely causal variant for this locus. This CNV is associated with high GC expression and low CM resistance. We speculate that upregulation of GC leads to a large amount of vitamin D binding protein, which in turn, reduces biologically available vitamin D, resulting in vitamin D deficiency and low CM resistance. Despite the negative effect on CM resistance, the CNV contributes to increased milk production, hinting at balancing selection. Our results highlight how multiplication of a regulatory element can shape economically important traits in dairy cattle, both in favourable and unfavourable directions.

The availability of genomes for many species has advanced our understanding of the non-protein-coding fraction of the genome. Comparative genomics has proven to be an invaluable approach for the systematic, genome-wide identification of conserved non-protein-coding elements (CNEs). However, for many non-mammalian model species, including chicken, our capability to interpret the functional importance of variants overlapping CNEs has been limited by current genomic annotations, which rely on a single information type (e.g. conservation). We here studied CNEs in chicken using a combination of population genomics and comparative genomics. To investigate the functional importance of variants found in CNEs we develop a ch(icken) Combined Annotation-Dependent Depletion (chCADD), a variant effect prediction tool first introduced for humans and later on for mouse and pig. We show that 73 Mb of the chicken genome has been conserved across more than 280 million years of vertebrate evolution. The vast majority of the conserved elements are in non-protein-coding regions, which display SNP densities and allele frequency distributions characteristic of genomic regions constrained by purifying selection. By annotating SNPs with the chCADD score we are able to pinpoint specific subregions of the CNEs to be of higher functional importance, as supported by SNPs found in these subregions are associated with known disease genes in humans, mice, and rats. Taken together, our findings indicate that CNEs harbor variants of functional significance that should be object of further investigation along with protein-coding mutations. We therefore anticipate chCADD to be of great use to the scientific community and breeding companies in future functional studies in chicken.

Traditionally, the process of domestication is assumed to be initiated by people, involve few individuals and rely on reproductive isolation between wild and domestic forms. However, an emerging zooarcheological consensus depicts animal domestication as a long-term process without reproductive isolation or strong intentional selection. Here, we ask whether pig domestication followed a traditional linear model, or a complex, reticulate model as predicted by zooarcheologists. To do so, we fit models of domestication to whole genome data from over 100 wild and domestic pigs. We found that the assumptions of traditional models, such as reproductive isolation and strong domestication bottlenecks, are incompatible with the genetic data and provide support for the zooarcheological theory of a complex domestication process. In particular, gene-flow from wild to domestic pigs was a ubiquitous feature of the domestication of pigs. In addition, we show that despite gene-flow, the genomes of domestic pigs show strong signatures of selection at loci that affect behaviour and morphology. Specifically, our results are consistent with independent parallel sweeps in two independent domestication areas (China and Anatolia) at loci linked to morphological traits. We argue that recurrent selection for domestic traits likely counteracted the homogenising effect of gene-flow from wild boars and created "islands of domestication" in the genome. Overall, our results suggest that genomic approaches that allow for more complex models of domestication to be embraced should be employed. The results from these studies will have significant ramifications for studies that attempt to infer the origin of domesticated animals.