Генетики объяснили голубоглазость хаски
Хаски обзавелись голубыми глазами в результате удвоения участка генома, сообщается в PLoS Genetics. Проанализировав геномы более трех тысяч собак генетики убедились, что у голубоглазых собак в 18 хромосоме есть повтор участка ДНК длиной 98,6 тысяч пар оснований.
У людей голубой цвет глаз впервые появился у древних европейцев и был связан с мутациями в гене белка OCA2, который контролирует транспорт соединения-предшественника меланина в радужку глаза. Как голубые глаза появились у собак, до сих пор изучено плохо. У некоторых пород, таких как вельш-корги или бордер-колли, глаза изредка бывают голубого цвета и это связано с мутациями в генах PMEL17 и MITF. Эти гены кодируют белки, регулирующие развитие меланоцитов — клеток, содержащих меланин. Но эти мутации влияют не только на цвет глаз, но и на окрас, который у голубоглазых собак бывает пегим или мраморным. Однако иногда (у сибирских хаски — часто, и изредка — у австралийских овчарок) появление голубых глаз не связано с изменением окраса.
Специалисты из американского стартапа Embark Veterinary под руководством Аарона Самза (Aaron Sams) решили выяснить, какие мутации приводят к появлению у собак голубых глаз, но не к изменению окраса. Исследователи, которые специализируются на проведении ДНК-тестов домашних питомцев, провели панельное исследование 3180 собак разных пород.
Они обнаружили два участка в геноме, которые ассоциировались с голубыми глазами или с гетерохромией. Это были уже изученные мутации в гене MITF, а также тандемная дупликация 98,6 тысяч пар нуклеотидов в хромосоме 18. Повтор участка генома называется тандемной дупликацией, если повторяющиеся участки следуют один за другим. Мутации в хромосоме 18 предсказывали не только голубой цвет глаз, но и гетерохромию — разный цвет радужки правого и левого глаза.
Ранее исследователи выяснили, что ездовые собаки, к которым относятся и хаски, лучше, чем ретриверы и гончие справляются с аэробными нагрузками. Возможно, хорошая физическая форма ездовых собак связана с наименьшими различиями в генотипе древних пород и волков.
Также на когнитивное снижение повлияли варианты Гена APOE: аллель APOE4 его ускорила, а аллель APOE2 — замедлила
Исследователи из Колумбии и США изучили, как генотип аполипопротеина и годы образования влияют на когнитивные функции при наследственной болезни Альцгеймера. Выяснилось, что у носителей мутации PSEN1 E280A, связанной с семейной болезнью Альцгеймера, когнитивное снижение наступает раньше и развивается быстрее, если у них в то же время есть аллель APOE4, а у таких же носителей, но с аллелью APOE2, это снижение происходит медленнее. Также более медленное снижение когнитивных способностей было характерно для пациентов, которые больше лет жизни потратили на учебу, — и это к тому же ослабляло влияние особенно опасных вариантов APOE. Результаты опубликованы в Nature Communications. При семейной или наследственной болезни Альцгеймера (БА) когнитивный спад наступает рано и за несколько лет прогрессирует до слабоумия. Семейную болезнь Альцгеймера вызывают некоторые мутации, например, мутация E280A в гене мембранного белка пресенелина PSEN1. Еще один ген, влияющий на развитие и течение БА — ген белка аполипопротеина Е (APOE). Разные варианты этого гена связаны с большим или меньшим риском спорадической (ненаследственной) болезни Альцгеймера: аллель APOE4 повышает риск, а аллель APOE2 снижает его. О том, как варианты APOE влияют на развитие семейной БА известно мало. Одно небольшое исследование показало, что деменция у носителей мутации PSEN1 E280A наступает раньше, если у них есть аллель APOE4. Другое исследование не обнаружило влияния APOE4, но выявило, что аллель APOE2 задерживает клиническое начало заболевания примерно на 8 лет. Кроме того, на развитие БА влияют другие факторы: образ жизни, социально-экономические условия и другие показатели здоровья. Стефани Лангелла (Stephanie Langella) из Гарвардской медицинской школы вместе с коллегами из Колумбии и США решила выяснить, как варианты APOE и количество лет учебы влияют на когнитивные показатели пациентов с наследственной БА (исследователи не выделяли отдельно высшее образование или ученую степень, а смотрели именно на число лет, уделенных образованию). Для этого они проанализировали данные 675 носителей мутации E280A и 594 пациентов, у которых этой мутации не было. Носители и неносители мутации были членами одних и тех же семей. Ученые сравнивали баллы пациентов в краткой шкале оценки психического статуса (MMSE), которую используют для диагностики клинических проявлений деменции. Баллы MMSE у носителей и неносителей мутации PSEN1 E280A начинали различаться уже в возрасте 31,5 года — с этого момента когнитивные показатели носителей снижаются намного быстрее. У пациентов с мутацией E280A, у которых также была аллель APOE4 (141 человек), клиническое начало БА было более ранним, а у пациентов с мутацией E280A, но без аллели APOE4 (534 человека) — наоборот, наступало позже. Расхождения начинались в возрасте 44,3 лет — как раз во столько появляются первые признаки болезни Альцгеймера у пациентов с наследственной формой. Другая аллель, APOE2, напротив, была связана с более медленным когнитивным снижением в группе носителей PSEN1 E280A. А вот когнитивные траектории пациентов без мутации E280A были примерно одинаковыми и не зависели в от варианта APOE. Также исследователи обнаружили, что возраст начала клинических проявлений БА у пациентов с мутацией PSEN1 E280A зависел от количества лет, которые они потратили на учебу. Их когнитивные показатели снижались тем медленнее, чем больше они учились, — и это проявлялось особенно сильно у носителей аллели APOE4 и неносителей APOE2. То есть отрицательный эффект аллели APOE4 ослаблялся. Почти то же было и с неносителями мутаций, связанных с БА: более долгая учеба была связана с более высокими баллами MMSE, но здесь варианты APOE роли не играли. Пока не ясно, как именно аллель APOE4, связанная с большим риском, ухудшает течение семейной болезни Альцгеймера, и как другая аллель — APOE2 — от нее защищает. Но, как видно, большая продолжительность учебы снижает дополнительный риск. А иногда от вредного действия мутаций защищают другие мутации. Недавно исследователи обнаружили мутацию, которая отсрочила развитие семейной болезни Альцгеймера у мужчины. Это был редкий вариант гена RELN — H3447R или RELN-COLBOS. Клинические проявления начались у пациента почти на 20 лет позже обычного. Мужчина был не первым счастливчиком: до этого подобный случай был с женщиной, у нее мутация была как раз в гене APOE.