Первый полный геном немецкой овчарки предлагает новый инструмент для борьбы с болезнями

Ученые секвенировали геном немецкой овчарки, одной из самых популярных пород собак в мире, используя образец крови здоровой пятилетней собаки по кличке Нала из Сиднея.

В статье, опубликованной в журнале GigaScience, международная команда исследователей, включая специалистов из UNSW Sydney, описала масштабную задачу по расшифровке 38 пар собачьих хромосом, 19 000 генов и 2,8 миллиарда пар оснований ДНК с помощью современных технологий генетического секвенирования.

Новый геном не только дает более полное биологическое представление о виде собак (Canis lupus familiaris) в целом, но и служит референсом для будущих исследований типичных заболеваний, поражающих эту любимую породу.

Популярный выбор

Профессор Билл Баллард, эволюционный биолог из UNSW Science, отмечает, что немецкие овчарки популярны благодаря интеллекту, сбалансированному темпераменту и защитным качествам. Однако более века селекции на желаемые физические характеристики сделали их особенно уязвимыми к генетическим заболеваниям.

"Одна из самых распространенных проблем со здоровьем у немецких овчарок — дисплазия тазобедренного сустава, болезненное состояние, ограничивающее подвижность", — говорит профессор Баллард.

"Теперь, имея геном, мы можем гораздо раньше определить, предрасположена ли собака к развитию этого состояния. Со временем это позволит разработать программу разведения для снижения частоты дисплазии у будущих поколений".

Идеальный образец

Нала была выбрана потому, что у нее не было известных генетических заболеваний, включая признаки дисплазии. Ее нашел известный ветеринар доктор Роберт Заммит, который собрал рентгеновские снимки и образцы крови более 600 немецких овчарок.

"Теперь мы сможем изучить эти рентгеновские снимки и ДНК тех собак и сравнить их с этим здоровым референсным образцом самки", — говорит профессор Баллард.

Нала — не первая собака, чей геном был секвенирован. В 2003 году пудель по кличке Шэдоу дал образец для генома, который был завершен на 80%, а в 2005 году был впервые полностью секвенирован геном боксера по кличке Таша.

Генетические машины

С тех пор технологии значительно улучшились: количество пробелов (нечитаемых регионов оснований ДНК) резко сократилось, что сделало секвенирование генома Налы самым полным на сегодня.

"Ключевое отличие между секвенированием сегодня и в 2005 году — использование длинных чтений (long read sequencing)", — объясняет профессор Баллард.

"Геном боксера собирали с помощью секвенирования по Сэнгеру, которое читало около 1000 оснований за раз. Современные технологии следующего поколения (Next Generation sequencing) могут читать до 15 000 оснований.

"В результате, если в геноме боксера, секвенированном по Сэнгеру, было около 23 000 пробелов, то у секвенатора нового поколения их чуть более 300".

Селекция и успех

Геном немецкой овчарки также является шагом вперед по сравнению с геномом боксера 2005 года из-за особенностей породы. Поскольку боксеры — более специализированная порода с большим инбридингом в истории, геном немецкой овчарки более универсален. Авторы считают, что это позволит лучше понять эволюцию собачьих пород в целом.

Профессор Баллард полагает, что это не последний секвенированный геном домашней собаки.

"Я ожидаю, что по мере снижения затрат все основные породы будут иметь секвенированный геном в течение 10 лет, поскольку это поможет выявлять специфические заболевания, а у многих пород есть известные специфические болезни".