Přijatá moudrost kolem domestikace psů byla zapsána na hlavě s vydáním nové studie.Odkazuje, že mutace genu, která pomáhala rozmnožovat se malé psy-jako Pomeranian a hračka pudl-je ve skutečnosti starověkou částí genomu pro psy, která se nachází také v DNA 53 000 letého sibiřského vlku.
Determinanty Big Dog
Lidská výška je to, co se nazývá „nepřetržitá vlastnost“, kde je neuvěřitelná variace mezi jednotlivci způsobena nesmírně složitou kombinací genů."U lidí, pokud hledáte rozdíl mezi pěti a šesti stopami pěti […], když se podíváte na lidskou výšku, velikost lidské kostery a tělesnou hmotu, jsou zapojeny stovky genů," říká Dr..Elaine Ostrander, významný vedoucí vyšetřovatel v Národním výzkumném ústavu Human Genome Research Institute of National Institute of Health (NIH).
Pokud jde o velikost těla psů a jiných canidů, obrázek je o něco méně komplikovaný, ale stále neexistuje magický gen, který ovládá, zda novorozený pes vynoří velikost tyčící se ST.Bernard nebo kotníkově-bothering Chihuahua.Nicméně jeden gen, inzulínový růstový faktor 1 (IGF1), hraje v tomto procesu významnou roli.Předpokládá se, že gen udělí zhruba 15% celkové variability výšky psů - mnohem větší příspěvek než jakýkoli výškový gen u lidí.
Zatímco role IGF1 ve velikosti těla psího těla je dlouho známa, vědci nebyli schopni identifikovat žádnou mutaci v genu, která by mohla způsobit účinky."Jak jsme nemohli najít mutaci?"To prostě nemůže být tak těžké.Ukázalo se však, že jsme se museli jen podívat na DNA jiným způsobem;spíše než dopředu, “říká Ostrander.
“Genetic back pocket“
Postdoktorský výzkumný pracovník v Ostranderově laboratoři, Jocelyn Plassais, našel mutaci v tom, co Ostrander nazývá „genetickou zadní kapsou“, skrytý ne na pramenu DNA, který kóduje gen IGF1, ale číhající na druhém pramenu, nazývaný „antisense“, nazývá se „antisense“Strand, v oblasti, která kóduje typ přepisu zvaného dlouhý nekódující RNA (lncRNA).LncRNAS, jak napovídá jejich název, kód pro jakékoli proteiny, ale jejich schopnost regulovat kódovací oblasti genomu se začíná rozpoznávat - Ostrander poukazuje na to, že podobný efekt již byl zaznamenán na velikosti ucha psů.
Plassais hledal gen napříč katalogem 1 431 psích genomů, některé z archivů, jako je sekvenční čtení archivu, a jiné nově generované v intramurálním sekvenčním středisku NIH NIH.Po identifikaci mutace se jeden nukleotidový polymorfismus zvaný RS22397284, Plassais, Ostrander a jeho kolegové potom zmapovali tři genotypové varianty zvané alely.Někteří psi měli dva cytosinové nukleotidy (genotyp CC), někteří měli dva tyrosinové nukleotidy (TT) a jiní měli heterozygotní kombinaci obou (CT).
Tým pak mapoval tyto tři genotypy proti velikosti těla ve vzorku více než 50 psů.Zjištění naznačují, že RS22397284 byla vlivným bodovým mutací, kterou hledali.Prakticky všechny miniaturní knoflíky, které váží na 11-20 liber, měly alelu CC, zatímco značný kus standardních suchů (trochu chunkier za 30-50 liber) měl genotyp CT heterozygota.Obří Schnauzers, kteří žijí podle svého jména až 85 liber, byly prakticky veškeré TT v polymorfismu.
Tým nezastavil svou analýzu u domácích psů.Podívali se také na jiná zvířata v rodině Canid, jako jsou kojoti a šakalové, genomy vlků a dokonce i úzce příbuznou Ananskou lišku.Tato analýza ukázala silnou geografickou vazbu, kde canids na globálním jihu mělo tendenci mít genotyp CC, který se spojil s menší velikostí těla."Na jižní polokouli," říká Ostrander, "zdá se, že je výhody menšího.“
Historie malých psů
Práce s evolučními biology profesorem Greger Larson, z Oxfordské univerzity a Dr..Laurent Franz z University of London of London of Queen Mary/ Ludwig Maximilian University, tým se pak ohlédl zpět včas, aby se pokusil přivést původ „malé“ psí alely.Jejich nálezy změnily paradigmata kolem domestikace psů na jejich hlavách.Konvenční moudrost by naznačovala, že protože vlci jsou velcí a domácí psi jsou menší, že domestikace psů, která začala zhruba před 20-40 000 lety, by byla doprovázena náhodnou mutací, která snížila jejich velikost těla. “Then people selected on it, because we wanted little dogs for our companions,“ says Ostrander.Nová zjištění, jak říká, naznačují, že „pouze poslední část je pravdivá.“
Místo toho analýza týmu ukázala, že CT Heterozygote Wolves s jednou kopií „velké“ alely a jednu kopii „malé“ alely pronásledovaly sibiřskou tundru před více než 50 000 lety. “That was so exciting and so surprising,“ says Ostrander, “because it didn’t fit our naïve worldview.“
Zatímco přesná cesta, kterou IGF1 převzal posledních 50 tisíciletí.Bylo však znovu probuzeno genetickými silami selektivního chovu během domestikace, ilustrované v Ostrandově papíru vznikem mnoha starověkých genomů s alely CC na Středním východě zhruba před 10 000 lety.
Genetické kontinuum
Další kroky pro tým Ostrandera uvidí, jak se vědci přiblíží k tomuto překvapivému zjištění z různých úhlů.Plassais dychtí přesně vypracovat, jak může mutace v lncRNA vést k takovým dramatickým změnám velikosti těla a jeho cílem je dělat funkční práci na zmapování cesty.Ostrander se zaměřila na jiné geny - její analýza ukazuje, že další gen, LCorl, má pravděpodobně podobnou velikost účinku na velikost těla jako IGF1. “I want to know how all those proteins work together and affect body size,“ says Ostrander.
V genetických a proteomických drahách je neuvěřitelná složitost.Ale Ostrander mi připomíná, že mezi nejlepšími přáteli člověka existuje také neuvěřitelná fenotypová variace, kterou jsme začali jen poškrábat povrch."Vždycky mluvíme o malých věcech: hračky Pudles a Pomeranians a Chihuahuas a velké věci, Newfoundlands a ST. Bernards and the Great Danes,“ concludes Ostrander."Ale uprostřed je celé kontinuum.".Kde na všech těchto genech tolik záleží.A rád bych také pochopil toto kontinuum.“
Reference: Plassais, J, vonHoldt, BM, Parker, HG, et al.Přirozený a lidský výběr jediné nekódující varianta velikosti těla ve starověkých a moderních canidech.Curr.Bio.2022; 32: 1-9 doi: 10.1016/j.mládě.2021.12.036.