Одна з основних генетичних мутацій, відповідальних за невеликий розмір у деяких порід собак, таких як шпіц та чихуахуа, розвинулася у родичів собак задовго до того, як люди почали розводити мініатюрних компаньйонів.
Дослідники виявили мутацію гена інсуліноподібного фактора росту 1 (IGF1), вивчивши дані, зібрані Проектом геному собак Національного інституту охорони здоров’я (США) — цивільного наукового проекту, в рамках якого власники збирають зразки ДНК домашніх собак. Ця незвичайна мутація, виявлена ні в самому гені IGF1, а скоріш у ДНК, яка регулює експресію цього гена, раніше вислизала від уваги дослідників.
У співавторстві з вченими з Англії та Німеччини, американські генетики виявили, що ця мутація була присутня в ДНК віком 54 000 років з скам’янілостей сибірських вовків (Canis lupus campestris), а також є в ДНК всіх видів псових, що нині живуть, включаючи шакалів, койотів, африканських мисливських собак та інших найнебезпечніших собак. «Ніби природа тримала мутацію в задній кишені десятки тисяч років, доки вона не знадобилася», — заявила старший автор роботи, генетик Національного інституту охорони здоров’я Елейн Острандер.
За її словами, відкриття допомагає пов’язати воєдино те, що ми знаємо про одомашнення собак і розміри їхнього тіла.
Незвичайна генна мутація
Гени – це ділянки ДНК, які є кресленням для побудови певних білків. Кожен ген складається з унікальної комбінації чотирьох основ – аденіну (А), гуаніну (G), цитозину (С) та тиміну (Т), які кодують певний білок. Щоб створити певний білок, клітини повинні розпакувати дволанцюжкову ДНК, щоб прочитати основи ланцюга, що містить відповідний ген.
Потім спеціальний механізм усередині клітини копіює ДНК і створює РНК – одноланцюжкову молекулу, схожу на ДНК, з одним іншим цукром (рибоза замість дезоксирибози) і основою урацилом (U) замість тиміну (T), яка потім використовується для створення білка. Цей процес відомий як транскрипція.
Нова мутація розташована в ділянці ДНК поруч із геном IGF1 і регулює його експресію, що, своєю чергою, впливає на розмір тіла собаки. Є дві версії або алелі цього фрагмента ДНК: один алель має додаткову цитозинову основу (С), яка викликає менший розмір тіла, а інший алель має додаткову тімінову основу (Т), яка викликає більший розмір тіла, сказав Острандер. Жива наука.
Кожен собака успадковує два алелі гена (по одному від кожного з батьків), що означає, що у неї можуть бути або дві версії малого алелі (CC), або одна версія кожного (CT), або дві версії великого алелі (TT), додала вона .
Дослідники вивчили ДНК різних порід собак та виявили велику кореляцію між алелями та розміром: у маленьких собак був CC, у собак середнього розміру був CT, а у великих собак був TT.
Коли собаки стали меншими
Виявивши мутацію, дослідники NIH захотіли дізнатися, як далеко в історії можна відстежити алелі в еволюції псових, що призвело до пошуку мутації в ДНК древніх вовків з геномів, опублікованих у попередніх дослідженнях. “Ми були здивовані, виявивши, що обидва варіанти [C і T] були присутні більше 54 000 років тому”, – повідомила Острандер.
Мутація IGF1, мабуть, відіграла ключову роль в еволюції дрібніших псових, таких як шакали, койоти та африканські мисливські собаки, які мають дві копії малого алеля (CC). Тим не менш, вкрай малоймовірно, що собаки еволюціонували природним чином, щоб стати мініатюрними, без втручання людини, тобто одомашнення та розведення.
“Малий аллель зберігався на низькому рівні у собак протягом десятків тисяч років, поки він не був обраний під час одомашнення”, – сказав Острандер.
Вона наголосила, що виведення собак меншого розміру почалося для того, щоб вони могли краще полювати на дрібну здобич, наприклад, на кроликів. За словами дослідників, перші породи дрібних собак, які зрештою перетворилися на надзвичайно мініатюрні версії, які ми бачимо сьогодні, з’явилися між 7000 та 9500 років тому.
Розуміння розміру тіла
Ген IGF1 – не єдиний ген, який впливає на розмір тіла собаки. Принаймні, 20 відомих генів кодують розмір тіла, але цей конкретний ген має величезний вплив: він відповідає приблизно за 15 відсотків відмінностей у розмірах тіла між породами собак – велика кількість тільки для одного гена.
Дослідники продовжать вивчати гени розміру тіла у собак, щоб краще зрозуміти, як гени працюють разом, щоб визначити точний розмір кожної породи, від чихуахуа до німецьких догів.
За матеріалами: Science Аlert
Фото: Depositphotos
Читайте також:
