Kutyafélék viselkedésgenetikája. Miklósi Ádám 2015

Átírás

1 Kutyafélék viselkedésgenetikája Miklósi Ádám 2015

2 Kutyagenom 2N = 78 kromoszóma (minden Canis-nak!) (hány faj?) C. lupus, C. latrans, C. aureus hibridek) Autoszómák acrocentrikusak (egy karúak) Nemi kromoszómák kétkarúak; X nagy, Y a legkisebb > 3200 marker feltérképezése többség mikro-szatelit (1-6 rövid ismétlődő szekvenciák) kb. 80 gén X-en 40, egyes kromoszómákon csak db kutya-ember homológ fragmentum

3 Kutyagenom Több mint 400 örökletes betegség 21 pont mutáció (5 X kromoszómás) 16 recesszív Többségnek van humán megfelelője (ugyanaz a gén mutált) Leber örökletes amaurosis (vakság), születéskor jelentkezik, hibás fotoreceptorok Hemofilia (vérzékenység) B (Faktor IX (coagulációs rendszer) mutációja) Narkolepsia A betegségek 50% fajtaspecifikus Springer spániel: kp-i demyelinizáció Cairn Terrier: hemofilia B (factor IX) Briard: állandó éjszakai vakság (retina pigment) Törpe schnauzer: myotonia congenita (izom Cl-csatornák hibás működése) Tumor fajtaspecifikusság (pl. csonttumor gyakoribb Ír farkas, Leonbergi) humán modell

4 Kutyagenom (Kirkness és mts 2003 Science 301: ) Első nem labor állat, amelynek van szekvenciája (standard hím uszkár) Alacsony (1,5x) lefedettség, 1 marker/900 kb 38 kromoszómában +2 szexkromoszóma 2,4 billió bázispár (ember: 2,9; egér hasonló) 31% ismétlődő (ember: 46%; egér 38%) (korábban váltak el mint az ember-egér szétválás) 80%-ban hasonló transzkriptek, 4%-ban pontos azonosság hasonló gén az emberéhez (egér: ) hasonlóbb (bár kevésbé rokon/homológ kutya és ember) kutya és ember mutációs rátája hasonló (egér 2x) 513 humán génnek nincs homológja 1355 homológ kutyagén egymásután többször ismétlődik Kromoszomális szinten kevesebb törés és átrendeződés

5 Narkolepsia Alvási rendellenesség (2000 emberből 1) napközbeni szundikálás túlzottan gyors szemmozgás (REM) halucinációk katalepszia (hirtelen izomtónusvesztés) emocionális helyzetben (pl. játék, táplálék)

6 Narkolepsia Hypocretin/orexin (peptid) étvágyfokozás, hipothalamuszban szekréció (kevés sejt termeli), mindenhova kevés: aluszékonyság, nem csak genetikai ok emberben csökkent hypocretin koncentráció (pl. sejtpusztulás) (agyban, gerincvelői folyadékban) Játék növeli a koncentrációt (egészséges egyedekben) (Wu 2012) antagonisták: altatók Receptor: Hcrtr2 génben (hypocretin/orexin receptor) doberman, labrador exon-hiányos mutáció hipotalamusz, cerebrális cortex Hcrt-knockout egereknél is kiváltódik De: sokszor nincs mutáció a génben embernél 17 kutya esetében is csak 1 esetében a Hcrt 2 receptor-génben A gént a kutyában izolálják először!!

7 Génexpresszió: vad vs domesztikált I. 10 kutya, 10 kojot, 5 farkas post mortem autopsia: amygdala, frontális lebeny, hypothalamus mrns kinyerése (emberi mrns a hibridizációhoz) (7762 gén esetében) Helyspecifikus kifejeződés: gén esetében eltérés agyterület szerint gén esetében fajspecifikus különbségek 3. Nagyobb variabilitás a helyek között, mint a fajok között 4. Frontális lebeny: a kojot jobban eltér, mint a farkas és a kutya 5. Hypothalamus:a farkas és a kojot hasonlóbb (domesztikáció?) 4 gén esetében expressiós szint meghatározása: A kutyában kevesebb NYP (neuropeptid Y) több CALCB (calcitoninhoz kapcsolt polipeptid) Energia háztartás szabályozása, stressz szabályozás, (szorongás, depresszió) DE: Genetikai vagy környezeti variabilitás??? Saetre és mts, 2004 Mol. Brain Res

8 Génexpresszió: vad vs domesztikált II. Belyaev (1979) szelídségre szelektált rókák Vad (V), szelídségre szelektált (S) és nem szelektált szőrmerókák (NS) Hasonló módszer: emberi mrns-sel való hibridizáció klónt vizsgáltak: Különbség: V vs S 3071 esetben volt különbség V vs NS 2753 A különbségek nagy része átfedett S vs NS 40 esetben volt különbség A különbség jóval kisebb, mint várták!!! Vajon miért???

9 Kutyafajták genetikai rokonsága Mikroszatelita elemzés (Parker és mts. 2005) 85 fajta (414 egyed) Kluszter-analízis (csoportba rendezés) bázispár, nem folyamatos szekvencia 75 SNP (egyes nukleotida polimorfizmus) 0.4%- 48% gyakoriság 14 SNP fajtaspecifikus heterozigócia mértéke: 8 x 10-4 (mint az embernél) 96 mikroszatelit lokusz genotipizálása Fajtán belüli egyedek hasonlóbbak (mint pl. emberi populációk tagjai) Fájták között nagyobb a különbség (mint emberi populációk között) vonholdt és mts.( 2010) 48,000 SNP (egyes nukleotida polimorfizmus) 85 fajta, 912 kutya

10 Fajták genetikai rokonsága farkas Shar Pei Shiba Inu Chow 2 Akita Basenij Szibériai Husky Alaszkai malamut Afgán agár Saluki ÖSSZES TÖBBI

11 Szoros egyezések: Alaszkai malamut= Szibériai husky Tervueren=Groendal (ezt az Isten sem választja szét genetikailag...!) Agár (greyhound)=whippet Berni pásztorkutya=greater Swiss Mountain dog Bullmasztiff=masztiff 99%-ban egyedi szinten lehet klasszifikálni (kiv. 4) Pharoah kutya..? Ősi? Ibizai kutya..? Ősi? Elkhound..? Ősi?

12 vonholdt és mts Színek: AKC besorolás

13 Kutya evolúció genetikai modellje Lindblad-Toh és mts 2005 Két lépcsős modell Heterozigócia mértéke: Domesztikáció: 5% vesztesség A fajta szelekció: 35% vesztesség

14 Fajtatenyésztés problémái 2.1 millió kutya adatai alapján (Angol Kennel Klub), 10 fajtát vizsgáltak Leroy et al. (2009) Túl szűk a fajta standard, genetikai variabilitás csökken (betegségekre való hajlam nő) Nagy egyedszám (>10000) ellenére nagy a beltenyésztettség, az effektív populáció mérete egyed, outcrossing ( kültenyésztés ) sem ér sokat Kripikus poligínia (sok szuka, kevés kan) A mai gyakorlatban 6 generáció alatt a genetikai variabilitás 90%-al csökken