Наука

В каждом волке живет чихуахуа: найдена генная мутация, отвечающая за карликовость породы

Одна из основных генетических мутаций, ответственных за небольшой размер у некоторых пород собак, таких как шпиц и чихуахуа, развилась у родственников собак задолго до того, как люди начали разводить миниатюрных компаньонов.

Исследователи обнаружили мутацию гена инсулиноподобного фактора роста 1 (IGF1), изучив данные, собранные Проектом генома собак Национального института здравоохранения (США) — гражданского научного проекта, в рамках которого владельцы собирают образцы ДНК домашних собак. Эта необычная мутация, обнаруженная не в самом гене IGF1, а скорее в ДНК, которая регулирует экспрессию этого гена, ранее ускользала от внимания исследователей.

В соавторстве с учеными из Англии и Германии, американские генетики обнаружили, что эта мутация присутствовала в ДНК возрастом 54 000 лет из окаменелостей сибирских волков (Canis lupus campestris), а также есть в ДНК всех ныне живущих видов псовых, включая шакалов, койотов, африканских охотничьих собак и других самых опасных собак. «Как будто природа держала мутацию в заднем кармане десятки тысяч лет, пока она не понадобился», — заявила старший автор работы, генетик Национального института здравоохранения Элейн Острандер.

По ее словам, открытие помогает связать воедино то, что мы знаем об одомашнивании собак и размерах их тела.

Необычная генная мутация

Гены — это участки ДНК, которые служат чертежом для построения определенных белков. Каждый ген состоит из уникальной комбинации четырех оснований — аденина (А), гуанина (G), цитозина (С) и тимина (Т), которые кодируют определенный белок. Чтобы создать определенный белок, клетки должны распаковать двухцепочечную ДНК, чтобы прочитать основания цепи, содержащей соответствующий ген.

Затем специальный механизм внутри клетки копирует ДНК и создает РНК — одноцепочечную молекулу, похожую на ДНК, с одним другим сахаром (рибоза вместо дезоксирибозы) и основанием урацилом (U) вместо тимина (T), — которая затем используется для создания белка. Этот процесс известен как транскрипция.

Новая мутация расположена в участке ДНК рядом с геном IGF1 и регулирует его экспрессию, что, в свою очередь, влияет на размер тела собаки. Есть две версии или аллели этого фрагмента ДНК: один аллель имеет дополнительное цитозиновое основание (С), которое вызывает меньший размер тела, а другой аллель имеет дополнительное тиминовое основание (Т), которое вызывает больший размер тела, сказал Острандер. Живая наука.

Каждая собака наследует два аллеля гена (по одному от каждого родителя), что означает, что у нее могут быть либо две версии малого аллеля (CC), либо одна версия каждого (CT), либо две версии большого аллеля (TT), добавила она.

Исследователи изучили ДНК разных пород собак и обнаружили большую корреляцию между аллелями и размером: у маленьких собак был CC, у собак среднего размера был CT, а у крупных собак был TT.

Когда собаки стали меньше

Обнаружив мутацию, исследователи NIH захотели узнать, как далеко в истории можно отследить аллели в эволюции псовых, что привело их к поиску мутации в ДНК древних волков из геномов, опубликованных в предыдущих исследованиях. «Мы были удивлены, обнаружив, что оба варианта [C и T] присутствовали более 54 000 лет назад», — сообщила Острандер.

Мутация IGF1, по-видимому, сыграла ключевую роль в эволюции более мелких псовых, таких как шакалы, койоты и африканские охотничьи собаки, которые имеют две копии малого аллеля (CC). Тем не менее, крайне маловероятно, что собаки эволюционировали естественным образом, чтобы стать миниатюрными, без вмешательства человека, то есть одомашнивания и разведения.

«Малый аллель сохранялся на низком уровне у собак в течение десятков тысяч лет, пока он не был выбран во время одомашнивания», — сказал Острандер.

Она подчеркнула, что выведение собак меньшего размера началось для того, чтобы они могли лучше охотиться на мелкую добычу, например, на кроликов. По словам исследователей, первые породы мелких собак, которые в конечном итоге превратились в чрезвычайно миниатюрные версии, которые мы видим сегодня, появились между 7000 и 9500 лет назад.

Понимание размера тела

Ген IGF1 — не единственный ген, влияющий на размер тела собаки. По крайней мере, 20 известных генов кодируют размер тела, но этот конкретный ген имеет огромное влияние: он отвечает примерно за 15 процентов различий в размерах тела между породами собак — большое количество только для одного гена.

Исследователи продолжат изучать гены размера тела у собак, чтобы лучше понять, как гены работают вместе, чтобы определить точный размер каждой породы, от чихуахуа до немецких догов.

По материалам Science Аlert

Фото: Depositphotos

Генетики нашли самого близкого предка собак, но он недавно вымер

Вокруг Света