Kutyafélék viselkedésgenetikája Miklósi Ádám 2015
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 1-1 85 db kutya-ember homológ fragmentum
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
Kutyagenom (Kirkness és mts 2003 Science 301: 1898-1903) 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 18 473 hasonló gén az emberéhez (egér: 18 311) 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
Narkolepsia Alvási rendellenesség (2000 emberből 1) napközbeni szundikálás túlzottan gyors szemmozgás (REM) halucinációk katalepszia (hirtelen izomtónusvesztés) emocionális helyzetben (pl. játék, táplálék)
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!!
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: 1. 156 gén esetében eltérés agyterület szerint 2. 114 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
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 29750 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???
Kutyafajták genetikai rokonsága Mikroszatelita elemzés (Parker és mts. 2005) 85 fajta (414 egyed) Kluszter-analízis (csoportba rendezés) 19867 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
Fajták genetikai rokonsága farkas Shar Pei Shiba Inu Chow 2 Akita Basenij Szibériai Husky Alaszkai malamut Afgán agár Saluki ÖSSZES TÖBBI
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?
vonholdt és mts. 2010 Színek: AKC besorolás
Kutya evolúció genetikai modellje Lindblad-Toh és mts 2005 Két lépcsős modell Heterozigócia mértéke: Domesztikáció: 5% vesztesség A fajta szelekció: 35% vesztesség
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 50-70 egyed, outcrossing ( kültenyésztés ) sem ér sokat Kripikus poligínia (sok szuka, kevés kan) A mai gyakorlatban 6 generáció alatt a genetikai variabilitás 90%-al csökken