Ключ до розгадки захворювань людей прихований у генах породистих собак, Сміх та гріх
Вчені відкрили секрет, що пояснює неймовірну різноманітність форм та розмірів різних порід собак. І він може дати ключ до розгадки деяких генетичних захворювань людини.
На догоду потребам і смакам людини собака була перетворена на різноманітну тварину на Землі. І процес перетворення лише набирає обертів: більшість із 350–400 існуючих порід було виведено лише кілька сотень років тому.
Селекціонери спарювали різних собак, щоб ініціювати появу нових ознак, а потім посилювали ці ознаки, використовуючи для розведення лише тих нащадків, у яких потрібні риси виявилися найбільшою мірою. Наприклад, вважається, що для отримання собаки, що ідеально підходить для полювання на борсуків, німецькі мисливці у XVIII–XIX століттях створили комбінацію з бассету та тер'єра. В результаті вийшла псина з короткими міцними лапами і довгим вузьким тілом, що дозволяє переслідувати борсука в найглибшій норі - так з'явилася такса, німецькою «барсучий собака». До полювання такса пристосована чудово: м'яка складчаста шкіра захищає від гострих зубів супротивника, дозволяючи легко переносити укуси; а за довгий і міцний хвіст мисливець легко може витягнути з нори свою помічницю, що вхопила важкого борсука.
Раніше вчені припускали, що за широку морфологічну різноманітність собак відповідає така ж генетична різноманітність. Результати сучасних досліджень собачого геному стали несподіванкою: строката мозаїка форм, розмірів та кольорів в основному визначається змінами лише в кількох ділянках ДНК. Відмінність між мініатюрним тілом такси і масивним складання ротвейлера закодовано в послідовності одного-єдиного гена. Контраст між кривимикороткими ніжками такси - особливістю, що носить офіційну назву «непропорційна карликовість», або хондродисплазія - і стрункими ногами хорт закладений в іншому гені.
Це відноситься до будь-якої породи і практично до будь-якої фізичної межі. У рамках проекту CanMap, до якого залучено Корнельський та Каліфорнійський університети, а також Національний інститут здоров'я США, було зібрано ДНК понад 900 домашніх собак 80 порід, а також диких представників сімейства псових – вовків та койотів. Дослідники встановили, що розмір тіла, довжина і вид вовни, форма носа, розташування вух, забарвлення та інші ознаки, що в сукупності своїй визначають вид тієї чи іншої породи, контролюються п'ятьма десятками генетичних «перемикачів».
"Нам стає ясно, що різноманітність екстер'єру домашніх собак базується на вельми невеликому наборі генетичних варіацій", - каже Роберт Уейн, біолог Каліфорнійського університету.
Повідомлення, що періодично з'являються в пресі, про виявлення у людей гена алкоголізму або раку грудей створюють помилкове враження, що більшість ознак контролюються всього одним або декількома генами. Насправді генетика морфології собак, що працює як дитячий конструктор, – рідкісне явище. У природі фізична ознака або хвороба зазвичай є результатом складної сукупності безлічі генів, кожен з яких робить лише частковий внесок. Люди, наприклад, зростання контролюється зміною двох сотень генів.
Позбавлені жорстких умов природного відбору, під захистом людини собаки виживали і розмножувалися, навіть якщо були носіями невигідних генетичних мутацій, наприклад, коротких лап чи хвоста. Такі ознаки в дикій природі швидко були б забраковані. Через тисячі років собаківники скористалися природною різноманітністю вихідного матеріалу і почали створювати сучасні породи.
Люди намагалися розвивати нові риси, адже чим незвичайнішу лінію собак їм вдасться вивести, тим швидше вона буде офіційно визнана новою породою. Штучний процес відбору підтримував поодинокі гени, що викликають значні зміни і дозволяють закріпити необхідні ознаки швидше, ніж група з кількох генів.
«Кожен окремий ген собаки працює як пульт дистанційного керування, налаштований одночасно на телевізор, стереосистему та DVD-плеєр, – розповідає науковий співробітник Стенфордського університету Карлос Бустаманте, генетик проекту CanMap. – Одна кнопка включає відразу все».
Так, дослідники Корнельського університету, вивчаючи пігментний ретиніт у собак - захворювання очей, характерне і для людей, зафіксували 20 різних мутацій, що викликають це порушення. Але у шнауцерів та пуделів мутації були локалізовані на різних ділянках ДНК – у різних генах. Це підказало вченим, де краще розпочинати пошук у геномі людини. Результати дослідження собачої епілепсії також допомогли фахівцям у вивченні цього захворювання у людей.
Коли собаківники конструювали собак на свій смак, вони створили генетично ізольовані групи, навіть не підозрюючи, наскільки корисною така ізоляція виявиться для генетиків у майбутньому. Найширші можливості відкриваються для вивчення раку, адже окремі види цієї хвороби можуть зустрічатися у 60 відсотків особин деяких порід собак – і лише один із 10 тисяч людей.
Проте, впевнений Карлос Бустаманте зі Стенфорда, «ми можемо зрозуміти та вивчити поведінку собак краще, ніж поведінку інших тварин». Зрештою, додає вчений, мільйони собачників палають бажанням допомогти нам у дослідженнях.