ДНК волка помогла объяснить размер маленьких пород собак

Открытие очень удивило ученых.

Мутация гена, частично ответственная за крошечный размер «игрушечных» пород собак, таких как чихуахуа и шпиц, была обнаружена в ДНК волка возрастом 54 000 лет, пишет «Новое время».

Открытие международной группы ученых подчеркивает, что потенциал для эволюции маленьких собак существовал задолго до того, как люди начали их разводить.

Исследователи обнаружили мутацию в гене инсулиноподобного фактора роста 1 (IGF1), изучив данные, собранные в рамках Проекта генома собаки Национального института здравоохранения США (NIH), гражданского научного проекта, в рамках которого владельцы собирают образцы ДНК от домашних собак. Эта «необычная» мутация, обнаруженная не в самом гене IGF1, а скорее в ДНК, которая регулирует экспрессию этого гена, ранее ускользала от внимания исследователей более десяти лет.

Проконсультировавшись с учеными из Англии и Германии, исследователи обнаружили, что мутация присутствовала в ДНК возрастом 54 000 лет из окаменелостей сибирских волков (Canis lupus campestris), а также в ДНК всех ныне живущих видов псовых, включая шакалов, койотов и африканских охотничьих собак.

«Как будто природа держала его в заднем кармане десятки тысяч лет, пока он не понадобился», — заявила в своем заявлении старший автор Элейн Острандер, генетик Национального института здравоохранения, специализирующаяся на собаках. Открытие помогает связать воедино то, что мы знаем об одомашнивании собак и размерах их тела, добавила она.

Новая мутация расположена в участке ДНК рядом с геном IGF1 и регулирует его экспрессию, что, в свою очередь, влияет на размер тела собаки. Есть две версии или аллели этого фрагмента ДНК: один аллель имеет дополнительное цитозиновое основание (Ц), которое вызывает меньший размер тела, а другой аллель имеет дополнительное тиминовое основание (Т), которое вызывает больший размер тела, сказала Острандер.

Каждая собака наследует два аллеля гена (по одному от каждого родителя), что означает, что у нее могут быть либо две версии малого аллеля (ЦЦ), либо одна версия каждого (ЦT), либо две версии большого аллеля (ЦT), добавила она.

Исследователи изучили ДНК разных пород собак и обнаружили большую корреляцию между аллелями и размером: у маленьких собак был ЦЦ, у собак среднего размера был ЦT, а у крупных собак был TT.

Обнаружив мутацию, исследователи NIH захотели узнать, как далеко назад можно было отследить аллели в эволюции псовых, что привело их к поиску мутации в ДНК древних волков из геномов, опубликованных в предыдущих исследованиях.

«Мы были удивлены, обнаружив мутацию, и рады, что оба варианта присутствовали более 54 000 лет назад», — сказала Острандер. Исследователи предсказали, что аллель меньшего роста была намного новее, чем аллель большего размера, но это не так, добавила она.

Мутация IGF1, по-видимому, сыграла ключевую роль в эволюции более мелких псовых, таких как шакалы, койоты и африканские охотничьи собаки, все из которых имеют две копии малого аллеля (CC). Тем не менее, крайне маловероятно, что маленькие собаки естественным образом эволюционировали, чтобы стать такими же миниатюрными, без вмешательства человека, одомашнивания и разведения, добавила она.

«Малый аллель сохранялся на низком уровне у собак в течение десятков тысяч лет, пока он не был выбран во время одомашнивания», — сказала Острандер. Это было сделано для создания собак меньшего размера, которые могли бы лучше охотиться на мелкую добычу, такую, как кролики.

По словам исследователей, первые породы собак немного меньшего размера, которые в конечном итоге превратились в чрезвычайно миниатюрные версии, которые мы видим сегодня, появились между 7000 и 9500 лет назад.

Ген IGF1 — не единственный ген, влияющий на размер тела собаки. По крайней мере, 20 известных генов кодируют размер тела, но этот конкретный ген имеет огромное влияние: он отвечает примерно за 15% различий в размерах тела между породами собак, большое количество только для одного гена, сказала Острандер.