Ученые анализируют варианты белка, который отвечает за паттерны окраски собак, - пишет eurekalert.org со ссылкой на Nature Evolution and Ecology.
Собаки бывают всех форм и размеров, но различия в цветовых узорах обеспечивают некоторые из их наиболее отличительных характеристик. Недавно опубликованное исследование проливает свет на подмножество этих закономерностей, неожиданно приводя к новым вопросам о давних принципах эволюции собак.
Одним из авторов исследования является профессор Даника Баннаш - заведующая кафедрой генетики Калифорнийского университета в Дэвисе. Он выявляет структурные варианты, которые контролируют экспрессию сигнального белка агути, или гена ASIP, в двух разных местах, создавая пять отличительных паттернов окраски собак. Эти закономерности широко распространены, встречаются у сотен пород собак и у сотен миллионов собак по всему миру.
Вопрос о том, когда возникли эти изменения, удивил группу международных исследователей.
Они обнаружили, что генетическая комбинация одного из рисунков шерсти - доминирующего желтого или DY - характерна для арктических белых волков и, на основе филогенетического анализа, произошла от вымершего псового, который отделился от серых волков более 2 миллионов лет назад.
«Хотя мы думаем обо всех этих различиях в цвете шерсти у собак, некоторые из них произошли задолго до того, как собаки стали собаками, - сказала Баннаш. - Генетика оказалась намного интереснее, потому что она рассказала нам кое-что об эволюции собак».
Исследователи предполагают, что более светлые цвета шерсти были бы полезны вымершим предкам псовых в арктической среде во время периодов оледенения 1,5–2 миллиона лет назад. Естественный отбор привел бы к тому, что этот рисунок шерсти сохранился в популяции, которая в конечном итоге дала начало собакам и волкам.
«Сначала мы были удивлены, обнаружив, что белые волки и желтые собаки имеют почти идентичную конфигурацию ДНК ASIP, - сказал Крис Кэлин из Института биотехнологии HudsonAlpha в Хантсвилле (штат Алабама), который является одним из первых авторов работы с Баннашем. - Но мы были еще больше удивлены, когда выяснилось, что определенной конфигурации ДНК более 2 миллионов лет – она сформирована до появления современных волков как вида».
Баннаш проводила исследование во время творческого отпуска в лаборатории профессора Тоссо Лееба в Бернском университете в Швейцарии. Ее работа в Калифорнийском университете в Дэвисе сосредоточена на выявлении молекулярных причин наследственных заболеваний у собак и лошадей. Во время одной из лабораторных встреч Лееб она заинтересовалась выяснением основы черно-подпалых окрасов шерсти у собак.
Баннаш расширила свое сотрудничество, включив в нее коллег из Института HudsonAlpha, которые могли поделиться своим опытом в филогенетике и формировании рисунка шерсти млекопитающих.
Две мутации приводят к пяти фенотипам
Волки и собаки могут вырабатывать два разных типа пигментов: черный, называемый эумеланином, и желтый пигмент - феомеланин. Точно регулируемое производство этих двух пигментов в нужное время и в нужном месте на теле дает начало очень разным цветам шерсти. Производство феомеланина (желтый) контролируется сигнальным белком агути, который продуцируется геном ASIP.
Исследователи поняли, что ни одна генетическая мутация не объясняет пять основных цветовых фенотипов. Собакам нужны мутации в двух областях гена ASIP, чтобы получить различный рисунок шерсти. Баннаш и ее коллеги переименовали фенотипы, чтобы лучше описать вариации: доминирующий желтый, заштрихованный желтый, агути, черное седло и черная спина. Они также обнаружили, что гаплотип доминирующего желтого был намного старше, чем предполагалось.
«Это не от современных волков. Он существует гораздо дольше», - сказал Баннаш.
Итак, исследователи проверили генетику древних волков и собак, чтобы подтвердить, что доминирующий желтый гаплотип существует уже около 2 миллионов лет, задолго до приручения собак около 30 000 лет назад.
Черный узор на спине был обнаружен в образце собаки, возрастом 9500 лет, что свидетельствует о том, что богатые вариации окраса шерсти собак присутствовали у самых первых собак-компаньонов.
Помимо научных исследований, Баннаш увлекается выращиванием и дрессировкой собак. Кроме ретриверов из Новой Шотландии, у нее есть датская шведская фермерская собака с черной спиной. Вскоре после возвращения в Дэвис она привезла домой своего второго представителя этой породы с преобладающим желтым рисунком. Теперь все, что ей нужно, это три собаки других окрасов, пошутила она, и у нее будет полный набор.
Фото: rawpixel / 123RF
