吉娃娃体型基因中发现53000岁的西伯利亚狼
公认的智慧在狗驯化已打开的出版物新的研究。它表明,一个基因突变,帮助繁殖小狗——就像波美拉尼亚的和玩具贵宾犬——实际上是一个古老的狗的基因组的一部分,还发现DNA的53000岁高龄的西伯利亚狼。
大狗决定因素
人类身高是称为“连续特征”,个人之间的难以置信的变化是由于一个非常复杂的基因的组合。“人类,如果你寻找的区别是五英尺3和6英尺5[…],当你看人类的高度,人类的骨骼大小和体重,数以百计的基因,”说伊莱恩·奥斯特兰德博士,一个杰出的国家人类基因组研究所的资深研究员的国立卫生研究院(NIH)。
当涉及到狗的体型和其他犬科动物,情况比较复杂,但仍然不是一个魔法基因控制新生儿的狗就会弹出是否高大的圣伯纳德的大小或ankle-bothering吉娃娃。然而,一个基因,胰岛素样生长因子1 (IGF1),并在此过程中发挥重要作用。基因被认为给约15%的总体在狗的高度可变性——远比任何高度基因在人类更大的贡献。
而IGF1在犬体型的作用早就知道,研究人员无法找出任何突变基因可能产生的影响。“我们没有发现突变怎么可以这样呢?这不能是那么难。但事实证明,我们只需要看看DNA不同的方式;倒退,而不是前锋,”奥斯特兰德说。
“基因口袋里”
Ostrander的实验室的一位博士后研究员,乔斯林Plassais,发现突变Ostrander称之为“遗传口袋里”,隐藏不编码DNA链IGF1基因,但潜伏在其他链,称为“反义链,在一个地区编码类型的记录称为长非编码rna (lncRNA)。LncRNAs不,正如它们的名字所表明的,代码对于任何蛋白质,但是他们的能力调节基因编码区域的开始公认的-奥斯特兰德指出,类似的效应已经在狗耳朵的大小。
Plassais寻找基因在目录1431犬基因组,一些来自档案,像顺序读取存档和其他人在NIH的校内的测序中心新生成的。确定突变后,一个名为rs22397284的单核苷酸多态性,Plassais, Ostrander和同事然后映射三个基因型变异等位基因。有些狗有两个胞嘧啶核苷酸(基因型CC),一些有两个酪氨酸核苷酸(TT)和其他人的杂合的组合(CT)。
团队然后映射这三个基因型与身体大小的样本超过50个狗。研究结果表明rs22397284是他们一直在寻找的有影响力的点突变。几乎所有的迷你雪纳瑞,在11日至20日磅,CC等位基因,而很大一部分的标准雪纳瑞(有点钢水在30 - 50磅)CT杂合子基因型。巨型雪纳瑞,不辜负他们的名字高达85英镑,几乎所有TT的多态性。
团队没有停止他们的分析国内狗。他们也看着犬科家族中的其他动物,如土狼和豺狼,狼的基因组,甚至安第斯福克斯密切相关。这个分析显示强大的地理联系,犬科动物在全球南方倾向于有一个CC基因型,搭配小体型。“在南半球,”奥斯特兰德说,“似乎有优势更小。”
小型犬的历史
使用进化生物学家教授格莱格拉森,从牛津大学,劳伦特博士Frantz伦敦大学玛丽皇后/路德维希马克西米利安大学,然后看了看时间,试图确定“小”的起源狗等位基因。他们的发现将范例在狗驯化。传统智慧认为,因为狼和国内大狗更小,驯养的狗,开始约20 - 40000年前会伴随着一个机会突变,降低身体的大小。“人们选择,因为我们想要小的狗同伴,”奥斯特兰德说。她说,新发现表明“只有最后一部分是真实的。”
取而代之的是,团队的分析表明,CT杂合子狼,“大”等位基因的一个副本和一个副本的“小”等位基因被跟踪西伯利亚冻土带50000多年前。“这是如此令人兴奋和惊讶,”奥斯特兰德说,“因为它不适合我们的天真的世界观。”
虽然确切的路径IGF1已经在过去的50年仍被映射,看来几乎灭绝了狼人群。然而,它唤醒了遗传的力量在驯化选育,见Ostrander的论文出现的许多古老的基因组与CC等位基因在中东大约10000年前。
基因的连续体
Ostrander的下一个步骤的团队将研究人员从不同的角度解决这个惊人的发现。Plassais急于找出如何突变lncRNA可以导致这种戏剧性的变化身体大小,并致力于功能性映射工作途径。Ostrander目标在其他基因——她的分析表明,另一个基因,LCORL,可能也有类似的大小影响身体大小IGF1。“我想知道所有这些蛋白质在一起工作并影响身体大小,”奥斯特兰德说。
有令人难以置信的复杂的基因和蛋白质组学途径。但Ostrander提醒了我,也有令人难以置信的表型变异在人类最好的朋友,我们只有开始的表面划痕。“我们总是谈论小事:玩具贵宾犬和博美犬吉娃娃犬,大事情,救生犬和圣伯纳德犬和伟大的丹麦人,”奥斯特兰德总结道。“但是有一个连续在中间。所有这些基因那么重要。我我想知道连续。”
参考:J Plassais vonHoldt BM,帕克,HG, et al。自然和人为的选择一个非编码在古代和现代犬科动物体型变体。咕咕叫。生物。2022;32:1-9 doi:10.1016 / j.cub.2021.12.036。
