У этих собак редкое генетическое заболевание — синдром короткой спины. Часто их называют Квазимода из-за отсутствия шеи и горбатой спины.
Голова имеет нормальный размер, но обычно расположена так, будто у собаки нет шеи. Дело в том, их позвонки слишком короткие. Более того, они срастаются, поэтому спина лишена гибкости. Внутренним органам не хватает места, поэтому их грудь становится широкой чтобы вместить легкие, сердце, печень, кишечник и другие органы. Хвост тоже короткий. Конечности нормальной длины.
И это МУТАЦИЯ. Примерно та же история, что и произошла у собак с короткими лапами ( таксы, корги итп). Только такие собаки вызывали умиление, а потому данный признак закрепили путем скрещивания собак с подобной аномалией. Закреплять короткую спину, надеюсь, никто не будет. Таким собакам просто неудобно, а то и больно жить.
Как ищут мутации, связанные с наследственными заболеваниями
Как понять, что заболевание наследственное? Перед тем как приступить к поиску мутации в ДНК, исследователи проводят анализ родословных и выясняют, действительно ли заболевание имеет генетическую природу и по какому типу оно наследуется, рецессивному, доминантному, или вообще сцепленно с X хромосомой.
Если заболевание отчетливо прослеживается по родственным линиям и появляется в потомстве с частотами, соответствующими второму закону Менделя, скорее всего оно действительно наследственное и моногенное (вызывается мутацией в единственном гене).
Бывают случаи, когда заболевание явно имеет наследственный характер, однако вызывается мутацией не в одном гене, а в нескольких. В таких случаях (например, дисплазия тазобедренных суставов или большинство типов настоящей эпилепсии) поиск причин заболевания и создание генетических тестов крайне затруднительны.
Например, хотя шизофрения у человека явно имеет наследственную составляющую, она вызывается не одной мутацией. Из-за сложного генетического механизма развития этого заболевания определить ее конкретные причины пока не удается, несмотря на то, что исследования в этой области ведутся очень интенсивно. Как найти мутацию в стоге сена: величина проблемы После того, как проведена предварительная работа и результаты указывают на моногенность наследственного заболевания, можно попробовать отыскать вызывающую его мутацию.
Как мы уже знаем, гены находятся в ДНК хромосом, причем каждая хромосома в организме присутствует в двух экземплярах - одна от отца, а другая от матери.
Также мы уже знаем, что копии хромосом от отца и от матери - не совсем копии, в их ДНК существуют отличия, причем немало - тысячи и даже десятки тысяч! Отличия выражаются в том, что последовательности букв ДНК-алфавита (A, T, G и C) в хромосомах одной пары могут в некоторых местах отличаться, например, в каком-то определенном месте вместо A может оказаться G или T или C. Также могут происходить выпадения или вставки участков ДНК разной длины, которые, конечно, также приводят к локальному изменению последовательности ДНК.
Некоторые такие отличия могут вызывать заболевания, а некоторые оказываются нейтральными и вообще не имеют проявления. Таким образом, хромосомы от отца и от матери могут содержать отличающиеся между собой участки ДНК (генетические варианты). Итак, задача поиска конкретной мутации, сводится, всего-навсего к тому, чтобы попытаться определить, какой из множества присутствующих в больной собаке генетических вариантов отвечает за развитие наследственного заболевания, которым она страдает? Постановка задачи Как же подойти к такому поиску? Попробуем разобраться на примере наследственного заболевания, наследуемого по аутосомно-рецессивному типу. Как мы понимаем, это заболевание будет проявляться только в гомозиготном состоянии.
Поэтому для его поиска нам нужно проанализировать по возможности все генетические варианты у больных животных и сравнить их с генетическими вариантами, присутствующими у здоровых и у носителей.
Эта работа представляла собой сложнейшую задачу еще несколько лет назад. В наше время, с появлением новых технологий процесс несколько упростился, но все-равно требует высокой квалификации исследователей. Сейчас можно взять ДНК больного животного и полностью "прочитать" всю его ДНК всего за несколько дней.
Анализ этой информации позволит выявить те генетические варианты, которые:
Поиск рецессивной мутации Упрощенное схематическое изображение, иллюстрирующее поиск рецессивной мутации, вызывающей наследственное заболевание. Для примера приведено 5 генетических вариантов, хотя на самом деле исследователям приходится анализировать сотни и тысячи вариантов. В примере показаны варианты, обнаруженные у отца, матери и их больного щенка. Хромосомы, доставшиеся от отца и от матери, отмечены цветом. Вариант в положении 1 не может быть причиной заболевания, потому что он есть и у здоровых собак (у отца и у матери). Варианты в положениях 2, 3 и 5 гетерозиготны у больного щенка, а также у одного из родителей, а значит, не могут вызывать заболевание, наследуемое по рецессивному типу. Вариант в положении 4 гомозиготен у больного щенка и гетерозиготен у обоих родителей. Именно он является основным кандидатом на роль мутации, вызывающей исследуемое заболевание. 1. отличают больное животное от здоровых, и 2. находятся у него в гомозиготном состоянии. В принципе, если сильно повезет, этой информации может хватить для определения нужной мутации. Сейчас уже доступно много полных прочтений ДНК разных собак и результат можно получить сравнив полученную информацию с ними. Если отсеять все гомозиготные варианты, присутствующие и у здоровых собак, в сухом остатке должна остаться одна-единственная мутация, которая и будет той, которую мы ищем.
На практике все, конечно, сложнее и, как правило, полного прочтения ДНК одной собаки бывает недостаточно для однозначного определения искомой мутации. В таких ситуациях сильно помогает анализ целой семьи, например, обоих родителей, их больного потомка и их здоровых потомков.
За чем же дело стало? Почему же пока что известно не так уж и много мутаций, вызывающих наследственные заболевания у собак и у кошек? Есть несколько причин.
Первая - требуется хорошо описанный материал, который позволил бы качественно провести первый этап - определение генетической природы заболевания и тип ее наследования. Без этого приступать к дальнейшим исследованиям невозможно. Этот этап очень трудный и требует объединения усилий заводчиков и ученых.
Вторая причина - презренный металл. Исследования требуют финансирования. Полное прочтение ДНК одной собаки или кошки в России стоит недешево, а может потребоваться прочитать ДНК нескольких животных. Кроме того, открытие мутации потребует подтверждения на других больных животных, что несоизмеримо дешевле, но требует времени.
Поскольку специалисты нашей компании обладают необходимой квалификацией и опытом, мы можем проводить подобные исследования. Однако, как сказано выше, для реализации таких крупных проектов необходимо, чтобы сошлись финансовые и технические возможности. Кроме этого, такая работа практически невозможна без содействия владельцев и заводчиков, готовых предоставлять биологический материал для анализа и детальную информацию о здоровье и родословной животного.
Нам хочется надеяться, что при наличии заинтересованности заводчиков мы сможем развить эту область исследований в наших краях.
Аномалия периодически встречается и в разных породах, и у беспородных собак. В Испании существует порода наваррская легавая, для которых двойная мочка носа породный признак.
Собаки с избыточной мышечной массой имеют необычайно развитую мускулатуру ног и шеи. Владельцы таких собак утверждают, что у них нет других аномалий со здоровьем, кроме как судорог в плечах и бедрах.
Акульи зубы. Нет, это не мутация. Это просто у щенка уже растут постоянные, но пока не выпали молочные. Если молочные не выпадают к 7ми месячному возрасту - стоит идти к ветеринару и удалить их.
Белый окрас по своей сути весьма разнообразен. Это может быть ослепительный снежно белый окрас, а может быть и теплый с кремовым или палевым оттенком. Фенотипы белого окраса по-разному формируются в процессе онтогенеза. В одних случаях щенки рождаются чисто белыми, а в других палевыми разной интенсивности и светлеют с возрастом. Белый окрас может быть обусловлен разными наследственными факторами. Одни гены могут напрямую влиять на синтез меланинов. Другие могут препятствовать поступлению меланобластов в меланоциты, или нарушать процесс проникновения пигментов в волосы. Синтез эумеланина прекращается под воздействием пары рецессивных генов ее. На уровень синтеза феомеланина могут влиять разные факторы, большинство из которых пока не идентифицировано. Вообще вопрос о причинах разнообразия оттенков рыжего, кремового и белого окраса один из самых сложных в генетике окрасов собак. Важное место в процессе образования пигментов в организме животных играет процесс превращения аминокислоты в меланин при участие фермента тирозиназы. Разнообразные изменения в структуре тирозиназы, возникающие благодаря действию различных генов, приводят к нарушениями пигментации, вплоть до ее полного исчезновения, т.е альбинизма. У большинства видов животных за синтез тирозиназы находится под контролем генов локуса С(color), представляющего собой серию сложных аллелей, называемых альбиностическими. До недавнего времени, по аналогии считалось, что серия альбиностических аллелей присутствует и у собак, и именно они ответственны за уменьшение синтеза феомеланина в волосах. Фактически, до 2007 года этот локус мы предсьавляли примерно таким образом . ЛОКУС С – (color) – (TYR)- тирозиназа.. Место локализации ¬ ¬– 21 хромосома Основные аллели локуса С сd cch ce ca Аллель С – представляет собой структурный ген молекулы тирозиназы и обеспечивает способность организма синтезировать пигмент любого цвета. Присутствует у всех нормально окрашенных собак. сd,cch, ce -аллели уменьшающие уровень синтеза феомеланина Аллель сa – обусловливает один из видов альбинизма Однако, молекулярно генетические исследования последних лет показали, что у собак мутации в данном локусе отсутствуют. И, те изменения окраса, которые в течение многих лет относили за счет действия аллелей с, сch, сd и др. происходят благодаря аллелей другого, а точнее других, тоже еще не идентифицированных генетически, локусов. Предполагается, что осветление феомеланина, приводящее к появлению кремовых, палевых окрасов связано с мутациями в гене МАТР (membrane-associated transporter protein). Этот, также не окончательно идентифицированный в настоящий момент фактор обозначают как I. Мутации в этом гене приводят к осветлению феомеланина без влияния на эумеланин. При этом доминантный аллель I позволяет синтез феомеланина, а рецессивный аллель i препятствует этому процессу. Между этими аллелями отмечается неполное доминирование. Собаки, имеющие генотип II имеют интенсивно рыжий окрас, гетерозиготы Ii светло рыжие, а гомозиготы ii кремовые, палевые или почти белые, теплого оттенка. Фактически действие гена I аналогично действию предполагаемых прежними исследователями гена cd или гену шиншилловости cch.. Исследования генома собаки обнаружили наличие гена SLC45 A2 (Solute carrier family 45, member 2), иначе обозначаемого membrane-associated trahsport protein (MATP), место локализации – хромосома 5. Этот ген отвечает за нормальную работу клеток, продуцирующих феомеланин и кодирует белок, являющийся промежуточным звеном синтеза меланина. В 2007г генетиками была обнаружена мутация в этом гене, оказывающая избирательное ослабляющее действие на феомеланин. Этот ген имеет большое количество аллелей, описанных у животных других видов и человека. Ряд этих аллелей приводит к образованию альбинизма. В настоящее время локус С выглядит несколько иначе : • С – полная пигментация • сa2 – альбинизм доберманов • ca1 – альбинизм небольших длинношерстных собак В этом локусе могут быть и другие аллели способствующие развитию кожно - глазного альбинизма, а также аллели , снижающие уровень синтеза феомеланина Таким образом, часть белых собак это сильно обесцвеченные рецессивно рыжие собаки. Факторов, которые могут оказывать на уровень синтеза фоемеланина достаточно много и они могут находиться в разных локусах, то степень обесцвеченности тоже может быть разная. Зависит этот окрас и от особенностей строения шерстного покрова собаки. В ряде случаев щенки белых собак рождаются отчетливо палевыми или кремовыми и белеют с возрастом. Это может быть связано как с наличием факторов возрастного изменеия окраса, так и просто с возрастным изменением шерстного покрова. Чисто-белые от рождения собаки не являются альбиносами, они имеют пигментированную мочку носа и слизистые рта. Их называют лейцистами. Часто они имеют черную или серую кожу. Ранее предполагалось, что подобный окрас возникает благодаря действию гена с, полностью блокирующего синтез феомеланина в волосе. Исследования Шейлы Шмутц и других современных авторов подтверждают наличие гена с аналогичным действием, однако относящегося к какому-то другому локусу, который пока не идентифицирован. Поскольку гены ее эпистатичны по отношению к другим генам окраса, то белая собака может быть потенциальным носителем любого окраса. Нужно отметить, что белый окрас, обусловленный лейцизмом, отмечается у сравнительно небольшого количества пород, например, некоторых белых пуделей, бишон фризе, мальтийских болонок, шпицев, самоедов, вест хайленд уайт терьеров и др. Практически белый окрас могут иметь и пятнистые собаки с несколькими темными волосками в пигментных центрах. Робинсон утверждает, что многие чисто белые от рождения собаки имеют генотип swsw, т.е. обладают экстремальной пятнистостью. Очевидно, что это справедливо для большинства собак пятнистых пород, например, лаек, бультертьеров и т.д. Скрещивание подобных собак с собаками других окрасов, аналогично скрещиванию между собой окрашенных собак. Их основной окрас определяется окрасом цветных пятен. Возможные генетические формулы белого окраса носители аллелей ее • а?а?В-D-ееii – с черным носом • а?а?bbD-ееii – с коричневым носом носители аллелей swsw • при любых аллелях локуса А • В-D-E-K-(kk)swsw – с черным носом • bbC-D-E-K-(kk)swsw – c коричневым носом И т.д.
Начнем с определений. Химерами называют организмы, состоящие из клеток, имеющих разное происхождение. Они получаются в результате слияния двух или даже более эмбрионов на ранних стадиях развития, в результате чего получается один организм. Доли клеток каждого эмбриона в таких случаях могут сильно различаться, как и их расположение в организме.
Химеризм может приводить к весьма необычным случаям, некоторые из которых получили широкую известность, например, история жительницы США Лидии Фэрчайлд.
Следует отметить, что в лабораторных условиях можно получать и межвидовые химеры, в том числе и с участием клеток человека! Но здесь речь не об этих случаях.
Мозаицизм связан с другим явлением. Все клетки мозаичного организма получены от одной зиготы (оплодотворенной яйцеклетки). Однако во время развития в одной клетке организма произошла спонтанная мутация, которая наследуется при делении и, в той или иной степени, распространяется по организму. Такая мутация может иметь видимый фенотип, по которому чаще всего и опознают мозаиков.
К слову, все собаки мраморного окраса являются мозаиками, причем множественными. Характерные пятна получаются из-за того, что в клетках, из которых получились меланоциты, расположенные в этих участках кожи, произошла перестройка в гене PMEL. Подробно об этом мы писали ранее в статье “Локус М и его аллели”.
Что же общего у химер и мозаиков? И в том и в другом случае организм содержит генетически различающиеся клетки. Но если в случае химер клетки вообще принадлежат двум разным, хотя и родственным организмам, то в случае мозаиков клетки отличаются только одной мутацией, а остальные гены в них одинаковые.
Внешне химеры и мозаики могут быть весьма похожи, например, иметь пятна неправильной формы или не соответствующие остальному окрасу. Так, если у собаки, гомозиготной по аллелю e1 (генотип e1/e1), имеется черное пятно, это может быть либо химера, либо мозаик.
В случае химеризма клетки черного пятна принадлежат другому эмбриону, который способен производить эумеланин. Во случае мозаицизма в гене MC1R (локус E) произошла обратная мутация, которая восстановила его функциональность в тех клетках, из которых сформировано пятно.
По внешним признакам различить такие случаи не всегда возможно и понять, с чем мы имеем дело, бывает возможно только с помощью генетических тестов. Для этого нужно взять материал из разных участков организма, например, шерсть из пятна и из участка кожи с обычной пигментацией.
Для таких образцов нужно построить ДНК-профиль, который определит, происходят ли клетки на этих участках от одной зиготы или от разных. Если от одной, то, скорее всего, речь идет о мозаицизме. Чтобы это подтвердить, нужно найти ту самую мутацию, которая повлияла на окрас шерсти пятна. Иногда это возможно, но далеко не всегда. Если же ДНК профиль покажет наличие клеток от разных организмов, то такой организм является химерой.
На приведенной фотографии показан рыжий спаниель, у которого на кончике одного уха имеется черное пятно. Сама собака имеет генотип e1/e1. Это один из случаев, когда можно с уверенностью говорить о том, что это мозаицизм. В настоящее время мы исследуем черную шерсть, чтобы понять, что произошло с локусом E в этом пятне. (Фото предоставлено питомником Raspberry Dawn)
Степан Белякин, к.б.н., директор по науке ООО «ВетГеномика»
На Youtube выбрать видео - нажать на "поделиться" - скопировать ссылку. Вернуться в редактор поста на нашем сайте, перейти в поле ввода и вставить( ctrl-V).
Запись ( пост, история ..) будет показываться только на Вашей стене.
Титульное изображение
Эпизоды:
Пост будет соответствующим образом. Как "история", "статья", "обзор" и т.д.
Запись ( пост, история ..) будет иметь статус "черновик" или "приватная". Видимость только на Вашей стене и только для Вас.
Запись ( пост, история ..) будет показываться только на Вашей стене.
Гость
ответ на комментарий
Комментарии
Необходима авторизация.
Зарегистрироваться с помощью:
Или зарегистрироваться путем подтверждения e-mail:
1. Введите Ваш e-mail и нажмите кнопку "Получить код"
Код отправлен.
2. На указанный e-mail придет код подтверждения. Укажите его в поле ввода и нажмите "Подтвердить":
Если сообщение с кодом не пришло - загляните в папку "Спам" или проверьте, правильно ли заполнен e-mail
