Понедельник, 14 июня
Моя Собака
Моя Собака

Генетика домашних животных. Насколько собака рыжая? Вопрос не прост!

0

Буквально несколько дней назад была опубликована работа, которая приоткрыла тайну разных оттенков рыжей пигментации шерсти у собак. За рыжий оттенок шерсти, как мы все помним, отвечает пигмент, называемый феомеланином. Его количество в волосе может варьироваться в широких пределах и приводить к формированию оттенков от практически белого до ярко рыжего.

В новой статье исследовали несколько тысяч собак с разной интенсивностью рыжего в окрасе и обнаружили 5 генетических вариантов, разные комбинации которых приводят к разной интенсивности феомеланиновой окраски. Два варианта из пяти были известны и раньше – это мутация в гене MFSD12 (локус I) и мутация в гене KITLG, которая была изначально обнаружена в связи с вариабельностью феомеланиновых окрасов у новошотландского ретривера и пуделя. Любопытно, что мутация в гене KITLG также связана с риском опухолей на лапах, причем этот риск снижен у собак, мутантных по локусу E и не способных производить эумеланин (темный пигмент).

Для трех генетических вариантов из пяти связь с окрасом была показана впервые. Механизм этой связи пока не известен, поскольку, по всей видимости, они просто наследуются сцепленно (https://vetgenomics.ru/inheritance_types) с еще неоткрытыми мутациями в расположенных поблизости генах. Из-за их неопределенной природы эти варианты называют по номерам хромосом, в которых они находятся: CFA2CFA18 и CFA21 (CFA – сокращение от Canis familiaris).

Главный вывод этой работы в том, что наследование оттенков рыжей пигментации является полигенным, то есть, определяется не одним геном, а сложным образом суммируется из эффектов нескольких генов. С практической точки зрения это означает, что хотя общие закономерности видны хорошо, интерпретация результатов для отдельного животного может оказаться непростой задачей.

Например, была обнаружена собака, гомозиготная по всем пяти вариантам, связанным со снижением количества феомеланина, но, тем не менее, имеющая довольно насыщенный рыжий окрас. Ничего не поделаешь, полигенное наследование – штука капризная, особенно когда биологический механизм процесса и все его участники до конца не изучены!

Второй важный вывод из этой статьи заключается в том, что ни в одном из обнаруженных локусов не наблюдается полного доминирования одного аллеля над другим. То есть, носители варианта, связанного со снижением количества феомеланина, имеют более интенсивную пигментацию, чем гомозиготы по этому варианту, но менее интенсивную, чем не носители.

Третий важный вывод – это вполне ожидаемое наличие эпистазов (эпистаз – это генетическое влияние аллеля одного гена на проявление другого: https://vetgenomics.ru/epistasis). Например, гомозиготность по мутации в гене MFSD12 (генотип i/i) фактически полностью маскирует наличие нормального аллеля в гене KITLG, связанного с ярко рыжим окрасом. К слову, мутация в гене MFSD12 оказывает наиболее сильное осветляющее действие на окрас из всех пяти обнаруженных вариантов.

В то же время, нормальный аллель гена MFSD12 (в генотипе I/I), позволяющий проявляться рыжему окрасу, в существенной мере подавляет проявление генетического варианта в локусе CFA18, связанного с осветлением окраса.

Как можно догадаться, описанные выше характеристики существенно усложняют картину и затрудняют интерпретацию результатов генетического тестирования. Более того, как говорят авторы работы, обнаруженные локусы объясняют только около 70% генетической вариабельности рыжих окрасов у собак.

Мы взяли данные о фенотипах и генотипах примерно 3000 собак из этого исследования и представили их в виде приведенной ниже схемы. Генотип каждой из этих собаки по пяти исследованным локусам представлен в виде зеленыхчерных или красных горизонтальных полос.

Зеленая полоска говорит о том, что собака гомозиготна по варианту, связанному с осветленным рыжим окрасом (обозначено M/M). Красные полоски показывают гомозиготность по варианту, связанному с насыщенным рыжим окрасом (N/N). Черными полосками обозначено гетерозиготное состояние описанных вариантов (N/M).

Поскольку собак очень много, то полоски сливаются, но зато можно представить себе общую картину. Соответственно, белые собаки в основном гомозиготны по вариантам, связанным с осветлением, а рыжие – наоборот, с вариантами, увеличивающими яркость феомеланиновой пигментации в обнаруженных пяти локусах. По этой картинке, в частности, видно, что локус CFA18, по-видимому, обладает низкой предсказательной силой, потому что его осветляющий вариант практически равномерно представлен во всех шести фенотипических классах!

В итоге исследования авторы представляют математическую модель, основанную на полученных ими результатах, которая предсказывает окрас животного по результатам тестирования на 5 обнаруженных локусов. Однако, принимая во внимание вышесказанное, стоит иметь в виду, что вероятность правильного предсказания не превышает 70% и практическое использование этой информации возможно только с определенными оговорками.

Ссылка на оригинал статьи: Five genetic variants explain over 70% of hair coat pheomelanin intensity variation in purebred and mixed breed domestic dogs

Степан Белякин, к.б.н., директор по науке ООО «ВетГеномика»

Поделиться