Форум портала «Миф»


    
      
        Форум портала «Миф»
        (http://www.mith.ru/cgi-bin/yabb2/YaBB.pl)
      

        Научный форум >> Новости точных и естественных наук >> От чего зависят размеры собак?
        
(Message started by: mhorn на апреля 13^th, 2007, 1:14pm)

Заголовок: От чего зависят размеры собак?
Прислано пользователем mhorn на апреля 13^th, 2007, 1:14pm

Хорошо известно, что разные породы домашних собак (принадлежащие, между прочим, к одному биологическому виду) обладают невероятной вариабельностью по размеру – самой значительной среди наземных позвоночных. Но почему это так – долгое время оставалось загадкой.

http://sobakibeloirusi.com/logo.jpg
Вот такие разные собаки (с http://sobakibeloirusi.com) (http://sobakibeloirusi.com))

Генетические основы этой собачьей особенности пытались объяснить, в частности, повышенной скоростью мутирования и рекомбинации, особой ролью некоторых повторяющихся и мобильных участков ДНК, которые в геноме собак очень многочисленны и активны, неустойчивостью генетической «программы» индивидуального развития и т. д

«Собачий парадокс» усугубляется тем обстоятельством, что собаки, согласно последним данным, произошли от своих диких предков — волков — сравнительно недавно (около 15000 лет назад), а подавляющее большинство современных пород сформировалось в течение нескольких последних столетий. Решение данной проблемы важно как для теории, так и для практики, поскольку оно позволило бы понять механизмы быстрых эволюционных преобразований количественных признаков вообще и размеров тела в частности.

http://static.oper.ru/data/gallery/l1048750995.jpg
…совсем мелкие

http://static.oper.ru/data/gallery/l1048751382.jpg
вполне обычного размера (с http://oper.ru) (http://oper.ru))

http://ochevidec.net/content/story2/78/1.jpg
и просто огромные собаки (с http://ochevidec.net) (http://ochevidec.net))

Американским генетикам удалось сделать важный шаг к решению загадки при помощи методики, известной под названием QTL mapping (картирование генов, определяющих количественные признаки). Метод основан на выявлении статистических корреляций между определенными состояниями известных генетических маркеров и исследуемым количественным признаком, например, размером тела.

На первом этапе исследований сравнительно-генетическому анализу подверглись 463 представителя старинной португальской породы водяных собак (Cao de agua). В отличие от большинства других пород, португальским водяным собакам собаководы «разрешают» иметь сильно различающиеся размеры. Исследователям удалось локализовать участок 15-й хромосомы, вариабельность которого коррелирует с размером животных. Затем ученые определили последовательность нуклеотидов на этом участке у разных собак, что позволило выявить конкретные нуклеотиды (так называемые «снипы»), по которым между особями имеются различия. Проверив корреляцию каждого из этих нуклеотидов по отдельности с размерами тела, круг поиска удалось сузить до 20, причем все они, как выяснилось, располагаются на одном и том же гене IGF1.

Результат получился вполне осмысленный, поскольку ген IGF1 кодирует инсулиноподобный фактор роста 1 — важный регулятор деления клеток и роста организма. Белок IGF1 выделяется клетками печени, поступает в кровь и в дальнейшем взаимодействует с рецепторами, расположенными на поверхности большинства клеток организма. Ранее на мышах было показано, что отключение гена IGF1 приводит к резкому замедлению роста и карликовости. Это справедливо и для людей. Выяснилось, что, хотя в гене IGF1 у португальских водяных собак имеется целых 20 вариабельных позиций (что дает весьма большое число возможных вариантов гена — аллелей), в действительности 96% исследованных 15-х хромосом этих собак содержат один из двух аллелей, получивших условные наименования B и I. При этом собаки, гомозиготные по аллелю B, имеют меньший размер тела и пониженную концентрацию белка IGF1 в плазме крови по сравнению с животными, гомозиготными по аллелю I.

Это позволяло заключить, что у данной породы тенденция к малорослости во многом определяется аллелем B гена IGF1. Справедливо ли это для других пород? Чтобы ответить на этот вопрос, авторы проанализировали геномы нескольких сотен собак из 14 самых мелких и 11 наиболее крупных пород. Оказалось, что у всех без исключения мелких пород аллель B является самым распространенным, решительно преобладая над всеми остальными. У большинства (но не у всех) крупных пород, напротив, преобладает аллель I, тогда как аллель B весьма редок. У мелких пород изредка встречаются также аллели A и C, отсутствующие у крупных; аллели D, E, F, G, H, L иногда встречаются у крупных пород, но их не бывает у мелких (см. рисунок).

«Ключевым» для размеров тела скорее всего является снип №5, где у мелких собак почти всегда находится нуклеотид A, а у крупных – G. Сравнение с геномом волка показало, что в данном случае G — это исходное, предковое состояние, тогда как А — производное состояние, то есть результат мутации, появившейся уже после одомашнивания собаки.

Авторы полагают, что эта мутация возникла почти в самом начале истории домашних собак. Это косвенно подтверждается археологическими данными, которые показывают, что уже 10–15 тысяч лет назад собаки сильно различались по размеру. Так, в Сибири найдены кости очень крупных собак возрастом 14–15 тысяч лет, а из Передней Азии и Европы известны находки более поздних (10–12 тысяч лет) собачек небольшого размера. Поскольку у всех исследованных мелких пород преобладает один и тот же аллель ( B ), при том что эти породы сформировались в разных регионах и обмен генами между ними практически отсутствует, можно предположить, что аллель B возник очень рано, еще до того, как все эти породы начали оформляться. Как только по той или иной причине в собачьей популяции начинался отбор на малые размеры, носители аллеля B получали преимущество.
Важно подчеркнуть, что вариации гена IGF1 вовсе не «кодируют размер собаки», а всего лишь задают предрасположенность к более или менее быстрому росту. Размер тела, как и почти все фенотипические признаки, является интегральным результатом работы множества генов. Например, недостаток белка IGF1 в крови может компенсироваться повышенным числом или чувствительностью рецепторов, реагирующих на этот сигнальный белок, и в результате собака с аллелем B вырастет крупной.

Источник:
Марков А. Найден ген, от которого зависит размер собак,(сайт Элементы большой науки), по материалам статьи Nathan B. Sutter et al. A Single IGF1 Allele Is a Major Determinant of Small Size in Dogs // Science. 2007. V. 316. P. 112–115.
http://elementy.ru/news/430495 (http://elementy.ru/news/430495)

Заголовок: Re: От чего зависят размеры собак?
Прислано пользователем Альвдис Н. Рутиэн на апреля 13^th, 2007, 6:16pm

Спасибо большое!