Картирование поведения вашей собаки, здоровья и наследия

Это была пара генетиков растений, которые начали наносить на карту ДНК собак.

Представьте, что есть группа ученых, которые пытаются составить карту сокровищ из доступных им подсказок. Однако, в отличие от типичных приключенческих историй, для некоторых ученых важен не клад, а сама карта. Этот новый класс картографов – генетики, которые не наносят на карту территории или какую-либо географию, но которые наносят на карту вашу собаку. Карта, которую они составляют, является исторической картой, которая может проследить эволюцию собаки от древнего волка предка до современного ретривера Лабрадора. Это также карта

Источник: СК Психологические Предприятия, ООО

места генов, которые вызывают наследственные заболевания собак. Эта карта может даже найти источник определенных поведенческих тенденций. Кроме того, в качестве специального бонуса эта карта может помочь излечить людей. Это карта ДНК собаки, и эта карта называется «геном собаки».

• 9 Удивительных сверхспособностей в знании ваших основных ценностей
• Что вызывает депрессию?
• Мой блестящий друг
• Борьба с зимним блюзом с помощью DHEA
• Простые диетические изменения снижают риск болезни Альцгеймера

Проект «Собачий геном» – это масштабное мероприятие, размер которого продолжает расти. Генетический материал собаки хранится в 39 парах хромосом, каждая из которых состоит из запутанных нитей ДНК. Молекула ДНК имеет форму лестницы, каждая ступенька которой представляет собой пару основных химических веществ. Разумно думать об этих «перекладинах», как если бы они были буквами в алфавите, которые объясняют генетический состав собаки. Попытка интерпретировать сообщение в собачьей ДНК уже вовлекла более двух десятков лабораторий, которые измерили генетический состав более 1700 собак из более чем 160 пород собак. Для каждого из них идея состоит в том, чтобы расшифровать модель появления этих 2,8 миллиардов генетических «букв» и организовать их в последовательности, составляющие примерно 19 000 генов у собаки. Имеет смысл представить, что эти гены представляют собой серию генетических слов, которые излагают предложения. Эти «письменные» инструкции сообщают организму, какие белки вырабатывать, и в конечном итоге определяют развитие и поведение собаки.

Очевидно, что это дорогой, трудоемкий проект. Таким образом, вы можете спросить: почему было бы так много усилий, чтобы понять скромную домашнюю собаку? Чтобы понять это, мы должны вернуться к началу проекта.

Начиная рисовать карту собаки

• Человеческий мозжечок может защитить себя от болезни Альцгеймера
• Мультимодальные подходы могут снизить риск болезни Альцгеймера
• Связанный с физической нагрузкой ирисин может защитить от нейродегенерации
• Размышляя о памяти и неожиданной пользе от забвения
• Лечение депрессии с помощью упражнений

Как ни странно, проект генома собак начался благодаря деятельности генетика растений в Университете Калифорнии в Беркли. Джаспер Райн признал, что собаки были выведены для определенного поведения, и что это поведение, скорее всего, имело прочную и, возможно, легко определяемую генетическую основу. В качестве побочной линии своих исследований на растениях он скрещивал ньюфаундленд (дружелюбных собак, которые любят воду и ничего не знают о стаде) с бордер-колли (которые несколько сдержанны, не любят воду и имеют набор встроенных стадных поведений) , После двух поколений исследований стало ясно, что ряд ключевых моделей поведения были генетически детерминированы. Однако Рине также стало ясно, что ему не хватает жизненно важного инструмента, а именно карты генетических маркеров, составленных из известных участков ДНК, которые можно использовать для выяснения того, какой генетический материал был передан, чтобы сделать сильных пловцов или хороших пастушьих собак. , Таким образом он задумал идею создания такой карты, и эта карта была бы геномом собаки.

Это был 1990 год, и Элейн Острандер только что приехала в Беркли, чтобы провести некоторые постдокторские исследования в области генетики растений. К сожалению, должно было подождать, прежде чем начнется ее финансирование, поэтому она устроилась на временную работу с Райн. Он поставил перед ней задачу начать строить карту, которая ему нужна из ДНК собаки. Она так и не добралась до лаборатории генетики растений, но когда она покинула Беркли три года спустя, она была предана проекту генома собаки. Это было чрезвычайно важно, потому что Рине в конечном итоге пришлось закрыть свои исследования поведения собак из-за нехватки средств, а также потому, что его преследовали активисты по защите прав животных.

Сбор данных

Острандеру нужно было продолжить свои исследования, чтобы получить множество образцов генетического материала от стольких разных собак и пород собак, сколько она могла бы взять. Так что этот преданный исследователь преследовал выставки собак, чтобы попросить заводчиков и владельцев позволить ей собрать такой генетический материал. Прогресс был медленным, пока она не обнаружила, что пара исследователей из Школы ветеринарной медицины Университета Пенсильвании, Густаво Агирре и Грегори Акланд, изучала наследственную форму слепоты, которая была распространена у колли. Они занимались разведением пораженных и незатронутых особей, чтобы проследить закономерности наследования, а также собирали образцы крови у пород, у которых не было заболевания. К сожалению, как и Райн, они знали, что никогда не смогут найти ген, который вызвал слепоту, пока не будет правильной карты генома собаки. Однако в надежде, что такая карта в конечном итоге станет доступной, они тщательно хранили и документировали огромный банк образцов крови, которые они собрали.

Благодаря комбинации образцов и данных исследований из этих двух лабораторий, понадобился всего год, чтобы составить предварительную карту, показывающую положение 150 маркеров в геноме собаки. Это позволило этим ученым определить, что ген, вызывающий форму наследственной слепоты, обычно наблюдаемой у колли, находится на хромосоме 9. Через несколько лет они выделили сам конкретный ген.

К этому времени некоторые другие ученые начали осознавать, что собаки могут быть просто мечтой генетика. Породистые породы являются высокопородными по специфическим признакам. Чистокровные собаки имеют расширенную семейную историю и хорошо документированные генеалогии, что значительно упрощает задачу отслеживания таких вещей, как мутации, вызывающие заболевание, или генов, ответственных за размер, форму или цвет шерсти собак. Тем не менее, в каждой породе существует заметная степень генетического сходства между людьми.

Почему сходство среди представителей одной и той же породы важно для генетиков? Ну, представьте, что вы пытаетесь найти мутантный ген, ответственный за какое-то наследственное заболевание. Если вы используете группы испытуемых с очень похожими геномами – за исключением того факта, что у одной группы есть заболевание, а у другой нет – тогда один другой ген будет четко выделяться. Сравните это с использованием групп испытуемых, которые, помимо различий в восприимчивости к болезням, также различаются по целому ряду других факторов. Все эти посторонние генетические различия создают шумную статичность и затрудняют поиск одного важного гена, который вызывает искомую разницу.

Почему собачий геном важен для людей

Также стало ясно, что эта работа над геномом собаки может иметь значение для лучшего понимания людей. Собаки и люди разделяют 95 процентов своей ДНК, а также некоторые из наиболее распространенных заболеваний их видов, таких как рак, эпилепсия, аллергия, болезни сердца и даже психологические расстройства, такие как болезнь Альцгеймера, фобии и обсессивно-компульсивные расстройства. , Однако научное сообщество все еще сопротивлялось тому, что генетика собак скажет нам что-нибудь полезное.

Этот скептицизм быстро исчез после того, как исследовательская группа Эммануэля Миньо в Стэнфордском университете изолировала ген, вызывающий нарколепсию у собак, начиная с генетических образцов, взятых у пострадавших добермановских пинчеров. Нарколепсия – это нарушение сна, которое приводит к тому, что человек впадает в неконтролируемое непроизвольное состояние сна независимо от того, что он делает в то время. Основываясь на своих исследованиях на собаках, эти исследователи выделили ген нарколепсии, и это привело к пониманию нового молекулярного пути, связанного со сном. Эти результаты также привели к росту интереса со стороны ученых, которые интересовались генетикой человека, и, кроме того, и теперь стало ясно, что эти результаты могут помочь в нашем понимании генетических проблем человека, стало доступно больше финансирования исследований для этого вида работы.

В конечном счете, был записан почти полный геном собаки, начиная с генетического материала от высокоинбредного боксера по имени Таша. С полной картой ДНК собак теперь можно проводить сравнения для определения различий между породами собак, а также сравнения с дикими собаками, такими как современные волки и даже их древние предки.

Открытие истории собак

Этот базовый геном собаки позволяет нам отслеживать историю собак, их эволюцию и влияние, которое одомашнивание и селекция оказывают на них. Чтобы увидеть, как это будет работать, представьте, что мы предполагаем (как и большинство ученых), что первоначальные предки всех наших собак были волками. Если порода собак эволюционировала непосредственно от волка в далеком прошлом, то ее ДНК была бы очень похожа на волка. Однако, если прошло много поколений и прошло много времени с момента создания конкретной породы, то мы ожидали бы много мутаций и различий между этой более современной породой и породой древнего волка. Это означает, что мы можем построить временные рамки, когда были созданы конкретные породы собак. Это также позволяет нам изучать отношения между различными породами собак.

Используя исследования, в которых рассматриваются различные мутации, обнаруженные у разных пород собак, выяснилось, что существует как минимум 23 клады (или группы собак, основанные на их физических и поведенческих характеристиках). Кроме того, теперь ясно, что породы собак развивались в двух отдельных исторических этапах. Ранняя стадия началась, когда собаки были впервые одомашнены, а люди занялись своего рода прикладной генетикой. Исторически сложилось так, что если у человека была собака, у которой была особенно желательная черта, такая как способность пасти овец, то он связывал бы эту собаку с другой, у которой были несколько схожие характеристики, в надежде, что он получит лучший тип пастушьей собаки. Именно так появились ранние породы пастушьих, охотничьих и сторожевых собак. Тем не менее, хотя между различными линиями собак существовали четкие различия, понятие «порода» было определено гораздо более свободно.

Мир собак резко и навсегда изменился в викторианскую эпоху. С лучшим пониманием разведения собак, проектирование собак стало хобби среднего и высшего классов в Англии. По сути, собаки теперь должны были формироваться и формироваться людьми, часто больше по физическим характеристикам, которые определяли внешний вид собаки, а не по определенным врожденным навыкам и поведению. Кеннел клубы были созданы для ведения учета разведения отдельных линий собак и наблюдения за выставками собак, которые демонстрировали и оценивали эти выборочно выведенные образцы. Это привело к взрыву новых пород, многие из самых популярных ретриверов, спаниелей и собак-компаньонов появились в эту эпоху.

Карта генома собаки также позволила нам понять, как собаки мигрировали по всему миру. Например, он предоставляет данные, которые, по-видимому, показывают, что почти все породы собак, которые были родом из Америки, родом из Азии, привезенные мигрантами, которые путешествовали по сухопутному мосту, который существовал через Берингов пролив. Эти оригинальные породы были затем практически уничтожены последующим наплывом европейцев, которые привезли свои собственные породы собак.

Где мы находимся сейчас

Сегодня многие ученые признают ценность исследований, обусловленную генетическим сходством собак и людей. Из-за этого собака становится популярной «моделью», которую следователи могут использовать для понимания человеческих расстройств, включая психологические расстройства, такие как болезнь Альцгеймера и обсессивно-компульсивные расстройства.

Однако, даже после всех этих лет и этой огромной исследовательской работы, Элейн Острандер (которая в настоящее время работает в Национальном институте здравоохранения в Бетесде, штат Мэриленд) и ее партнеры все еще можно встретить на выставках в поисках относительно редких пород собак чья ДНК недостаточно представлена ​​в проекте генома собаки. Она все еще запрашивает образцы генетического материала (который теперь можно получить, просто протерев собачью пасть). Таким образом, наше понимание генетической карты собак продолжает развиваться и становится более точным.

Copyright SC Psychological Enterprises Ltd. Не может быть перепечатано или перепечатано без разрешения