Hyväksytty viisaus koiran kodistamisen ympärillä on käännetty pään päälle julkaisemalla uusi tutkimus.Se paljastaa, että geenimutaatio, joka auttoi kasvattamaan pieniä koiria-kuten Pomeranian ja lelun villakoiraa-on oikeastaan muinainen osa koiran genomia, jota löytyy myös 53 000-vuotiaan Siperian susi DNA: sta.
Isot koiran determinantit
Ihmisen korkeus tunnetaan "jatkuvana piirteenä", jossa uskomattoman variaatio yksilöiden välillä johtuu erittäin monimutkaisesta geenien yhdistelmästä."Ihmisissä, jos etsit eroa viiden jalan kolmen ja kuuden jalan viiden […] välillä, kun tarkastellaan ihmisen korkeutta, ihmisen luurankoa ja kehon massaa, ovat mukana satoja geenejä", Dr sanoo.Elaine Ostrander, arvostettu vanhempi tutkija kansallisen terveysinstituuttien kansallisen genomin tutkimuslaitoksessa (NIH).
Kun kyse on koirien ja muiden Canidien kehon koosta, kuva on hiukan vähemmän monimutkainen, mutta silti ei ole taikuutta, joka hallitsee, onko vastasyntynyt koira kohoamaan kohoavan ST: n kokoa.Bernard tai nilkan keittinen chihuahua.Siitä huolimatta yhdellä geenillä, insuliinimainen kasvutekijä 1 (IGF1) on merkittävä rooli prosessissa.Geenin ajatellaan antavan noin 15% koiran korkeuden kokonaisvariaatiosta - paljon suurempi vaikutus kuin mikään ihmisen korkeusgeeni.
Vaikka IGF1: n rooli koiran kehon koossa on jo kauan ollut tiedossa, tutkijat eivät ole pystyneet tunnistamaan geenin mutaatioita, jotka saattavat tuottaa vaikutuksia."Kuinka emme löytäneet mutaatiota?Tämä ei vain voi olla niin kovaa.Mutta osoittautui, että meidän piti vain katsoa DNA: ta eri tavalla;taaksepäin eikä eteenpäin ", Ostrander sanoo.
“Genetic back pocket"
Ostranderin laboratoriossa oleva jatkotutkija, Jocelyn Plassais, löysi mutaation siinä, mitä Ostrander kutsuu "geneettiseksi takataskuksi", piilotettuna IGF1 -geenin koodaavan DNA: n säikeeseen, vaan varjostaen toisella nauhalla, jota kutsutaan "antisense"Strand, alueella, joka koodaa transkriptityyppiseksi, jota kutsutaan pitkiksi koodaamattomiiksi RNA: ksi (lncRNA).LncRNA: t eivät, kuten heidän nimensä viittaavat, koodaa mille tahansa proteiinille, mutta niiden kyky säätää genomin koodausalueita on alkanut tunnistaa - Ostrander huomauttaa, että samanlainen vaikutus on jo havaittu koiran korvan koossa.
Plassais oli etsinyt geeniä 1 431 koiran genomin luettelosta, jotkut otettu arkistoista, kuten sekvenssin lukema arkisto, ja toiset äskettäin syntyneet NIH: n sisäisessä sekvensointikeskuksessa.Mutaation tunnistamisen jälkeen yksi nukleotidipolymorfismi, nimeltään RS22397284, Plassais, Ostrander ja kollegat, kartoitti sitten kolme genotyyppivarianttia, joita kutsutaan alleeliksi.Joillakin koirilla oli kaksi sytosiininukleotidia (genotyyppi CC), toisilla oli kaksi tyrosiininukleotidia (TT) ja toisilla oli molempien heterotsygoottinen yhdistelmä (CT).
Ryhmä kartoitti sitten nämä kolme genotyyppiä kehon kokoa vastaan yli 50 koiran näytteessä.Tulokset ehdottivat, että RS22397284 oli vaikutusvaltainen pistemutaatio, jota he olivat etsineet.Lähes kaikilla pienoiskoossa olevilla schnauzereilla, jotka painaavat 11-20 kiloa, oli CC-alleeli, kun taas huomattavalla tavanomaisten schnauzers-osalla (hiukan paksuja 30-50 kiloa) oli CT-heterotsygootti-genotyyppi.Jättiläinen Schnauzers, jotka vastaavat nimensä jopa 85 kilolla, olivat käytännössä kaikki TT: n polymorfismissa.
Ryhmä ei lopettanut analyysiaan kotimaan koirilla.He tarkastelivat myös muita Canid -perheen eläimiä, kuten kojootit ja šakaalit, susien genomit ja jopa läheisesti sukulaiset Andean Fox.Tämä analyysi osoitti vahvan maantieteellisen yhteyden, jossa globaalin eteläisen maailmanlaajuiset kantot olivat yleensä CC -genotyyppi, joka pariksi pienemmän kehon koon kanssa."Eteläisellä pallonpuoliskolla", Ostrander sanoo, "pienemmäksi näyttää olevan etuja."
Pienten koirien historia
Työskentely evoluutiobiologien kanssa professori Greger Larson, Oxfordin yliopistosta, ja DR: n kanssa.Lontoon kuningatar Mary Universityn Laurent Franz/ Ludwig Maximilian University, joukkue katsoi sitten taaksepäin ajoissa yrittääkseen kiinnittää "pienen" koiran alleelin alkuperän.Heidän havaintonsa kääntyivät paradigmat koiran kodistamisen ympärillä heidän päänsä päällä.Tavanomainen viisaus viittaa siihen, että koska susit ovat suuria ja kotimaiset koirat ovat pienempiä, että koirien kodistaminen, joka alkoi noin 20–40 000 vuotta sitten, olisi liittynyt sattumamutaatio, joka pienensi heidän kehonsa kokoa. “Then people selected on it, because we wanted little dogs for our companions," says Ostrander.Hänen mukaansa uudet havainnot viittaavat siihen, että "vain viimeinen osa siitä on totta."
Sen sijaan joukkueen analyysi osoitti, että CT -heterotsygootti susit, joissa oli yksi kopio "suuresta" alleelista "ja yksi kopio" pienestä "alleelista, seurasivat Siperian Tundraa yli 50 000 vuotta sitten. “That was so exciting and so surprising," says Ostrander, “because it didn’t fit our naïve worldview."
Vaikka tarkka polku, jonka IGF1 on kulkenut viimeisen 50 vuosituhannen ajan.Sitä herättivät kuitenkin selektiivisen jalostuksen geneettiset voimat kodistuksen aikana, ja ne havainnollistettiin Ostranderin lehdessä monien muinaisten genomien syntymisen kanssa CC -alleeleilla Lähi -idässä noin 10 000 vuotta sitten.
Geneettinen jatkumo
Ostranderin ryhmän seuraavat vaiheet näkevät tutkijoiden lähestyvän tätä yllättävää havaintoa eri näkökulmista.Plassais on innokas selvittämään tarkalleen, kuinka lncRNA: n mutaatio voi johtaa tällaisiin dramaattisiin muutoksiin kehon koon suhteen ja pyrkii tekemään funktionaalista työtä reitin kartoittamiseksi.Ostrander on asettanut nähtävyytensä muihin geeneihin - hänen analyysinsa osoittaa, että toisella geenillä, LCORL: lla, on todennäköisesti samanlainen vaikutus kehon kokoon kuin IGF1. “I want to know how all those proteins work together and affect body size," says Ostrander.
Geneettisissä ja proteomisissa reiteissä on uskomattoman monimutkaisuutta.Mutta Ostrander muistuttaa minua, ihmisen parhaiden ystävien keskuudessa on myös uskomattomia fenotyyppisiä variaatioita, jotka olemme vain raaputtaneet pintaa."Puhumme aina pienistä asioista: lelulelukoirat ja pomeranit ja chihuahuas sekä suuret asiat, Newfoundlands ja ST. Bernards and the Great Danes," concludes Ostrander."Mutta keskellä on koko jatkumo.Missä kaikki nuo geenit ovat niin paljon tärkeitä.Ja haluaisin ymmärtää myös sen jatkuvuuden."
Reference: Plassais, J, vonHoldt, BM, Parker, HG, et al.Yksittäisen koodaamattoman kehon kokovariantin luonnollinen ja ihmisvetoinen valinta muinaisissa ja moderneissa kanteissa.Virtaa.Bio.2022; 32: 1-9 doi: 10.1016/j.pentu.2021.12.036.