Het gedrag, de gezondheid en het erfgoed van uw hond in kaart brengen

Stel je voor dat er een groep wetenschappers is die probeert een schatkaart te maken op basis van de aanwijzingen die voor hen beschikbaar zijn. Maar heel anders dan de typische avonturenverhalen, is het voor bepaalde wetenschappers niet de schat die belangrijk is, maar eerder de kaart zelf. Deze nieuwe klasse van kaartenmakers zijn genetici, die geen territoria of enige vorm van geografie in kaart brengen, maar die uw hond in kaart brengen. De kaart die ze maken is een historische kaart die de evolutie van een hond kan volgen van een voorouderlijke oude wolf tot een moderne Labrador retriever. Het is ook een kaart van de

locaties van genen die erfelijke hondenziekten veroorzaken. Deze kaart kan zelfs de bron van bepaalde gedragstendensen vinden. Als speciale bonus kan deze kaart bovendien helpen om mensen te genezen. Het is een kaart van het DNA van een hond, en die kaart wordt het 'hondengenoom' genoemd.

Het Canine Genome Project is een enorme onderneming die in omvang blijft groeien. Het genetisch materiaal van de hond wordt opgeslagen in 39 paar chromosomen, elk bestaande uit verwarde strengen DNA. Het DNA-molecuul heeft de vorm van een ladder, waarbij elke sport van de ladder een paar basischemicaliën is. Het is verstandig om aan deze "sporten" te denken alsof het letters in een alfabet zijn die de genetische aanleg van een hond beschrijven. Bij de poging om de boodschap in het honden-DNA te interpreteren, zijn al meer dan twee dozijn laboratoria betrokken, die de genetische samenstelling hebben gemeten van meer dan 1.700 honden afkomstig van meer dan 160 hondenrassen. Voor elk van deze is het de bedoeling om het patroon van voorkomen van die 2,8 miljard genetische "letters" te transcriberen en ze te ordenen in reeksen die de ongeveer 19.000 genen in de hond vormen. Het is logisch om je voor te stellen dat deze genen een reeks genetische woorden zijn die zinnen spellen. Deze "geschreven" instructies vertellen het lichaam welke eiwitten het moet produceren en bepalen uiteindelijk de ontwikkeling en het gedrag van de hond.

Dit is uiteraard een duur, arbeidsintensief project. Dus je zou kunnen vragen: waarom zou er zoveel moeite worden gedaan om de nederige huishond te begrijpen? Om dit te begrijpen, moeten we teruggaan naar het begin van het project.

Beginnen met het tekenen van een kaart van de hond

Vreemd genoeg kreeg het hondengenoomproject zijn start door de activiteit van een plantengeneticus aan de University of California in Berkeley. Jasper Rine erkende dat honden werden gefokt voor specifiek gedrag, en dat dit gedrag hoogstwaarschijnlijk een sterke en misschien gemakkelijk identificeerbare genetische basis had. Als nevenactiviteit van zijn plantenonderzoek kruiste hij een Newfoundlander (dit zijn vriendelijke honden die van water houden en niets van hoeden af ​​weten) met een Border Collie (die enigszins afstandelijk zijn, niet van water houden en een reeks ingebouwd hoedendragers hebben) . Na twee generaties onderzoek werd duidelijk dat een aantal sleutelgedragingen genetisch bepaald waren. Het werd Rine echter ook duidelijk dat hij een essentieel hulpmiddel miste, namelijk een kaart met genetische merkers bestaande uit bekende stukjes DNA, die konden worden gebruikt om erachter te komen welk genetisch materiaal werd doorgegeven om sterke zwemmers of goede herdershonden te maken. . Zo kwam hij op het idee om zo'n kaart te maken, en deze kaart zou het hondengenoom zijn.

Het was 1990 en Elaine Ostrander was net in Berkeley aangekomen om wat postdoctoraal onderzoek in plantengenetica te doen. Helaas zou het even wachten voordat haar fellowship-financiering zou beginnen, dus nam ze een tijdelijke baan bij Rine. Hij gaf haar de taak om te beginnen met het bouwen van de kaart die hij nodig had van honden-DNA. Ze heeft het laboratorium voor plantengenetica nooit gehaald, maar toen ze drie jaar later Berkeley verliet, zette ze zich in voor het hondengenoomproject. Dit was buitengewoon belangrijk, omdat Rine uiteindelijk zijn onderzoek naar hondengedrag moest stopzetten vanwege een gebrek aan financiering en omdat hij werd lastiggevallen door dierenrechtenactivisten.

Verzamelen van de gegevens

Wat Ostrander nodig had om haar onderzoek voort te zetten, waren veel monsters van genetisch materiaal van zoveel verschillende individuele honden en hondenrassen als ze maar in handen kon krijgen. Dus deze toegewijde onderzoeker achtervolgde hondenshows om fokkers en eigenaren te vragen haar toe te staan ​​dergelijk genetisch materiaal te verzamelen. De vooruitgang verliep traag, totdat ze ontdekte dat een paar onderzoekers van de School of Veterinary Medicine van de University of Pennsylvania, Gustavo Aguirre en Gregory Acland, een erfelijke vorm van blindheid hadden bestudeerd die veel voorkwam bij collies. Ze hadden getroffen en niet-aangetaste individuen gefokt om de patronen van overerving op te sporen, en hadden ook bloedmonsters verzameld van rassen die de ziekte niet hadden. Helaas wisten ze, net als Rine, dat ze het gen dat de blindheid veroorzaakte nooit konden vinden totdat er een goede hondengenoomkaart was. In de hoop dat een dergelijke kaart uiteindelijk beschikbaar zou komen, hebben ze de enorme verzameling bloedmonsters die ze hadden verzameld zorgvuldig opgeslagen en gedocumenteerd.

Met de combinatie van monsters en onderzoeksgegevens van deze twee laboratoria kostte het slechts een jaar om een ​​voorlopige kaart te maken met de posities van 150 markers op het hondengenoom. Hierdoor konden deze wetenschappers vaststellen dat het gen dat de vorm van erfelijke blindheid veroorzaakt die vaak wordt waargenomen bij collies, zich op chromosoom 9 bevond. Een paar jaar later isoleerden ze het specifieke gen zelf.

Tegen die tijd begonnen sommige andere wetenschappers te erkennen dat honden misschien wel de droom van een geneticus zijn. Raszuivere rassen zijn sterk gekruist voor specifieke eigenschappen. Rashonden hebben een uitgebreide familiegeschiedenis en goed gedocumenteerde genealogieën, wat het opsporen van zaken als mutaties die ziekte veroorzaken of genen die verantwoordelijk zijn voor de grootte, vorm of vachtkleur van de honden aanzienlijk vereenvoudigt. Binnen elk ras is er echter een opmerkelijke mate van genetische gelijkenis tussen individuen.

Waarom is de gelijkenis tussen leden van hetzelfde ras belangrijk voor genetici? Stel je voor dat je een gemuteerd gen probeert te vinden dat verantwoordelijk is voor een erfelijke aandoening. Als je groepen proefpersonen gebruikt met zeer vergelijkbare genomen - behalve dat de ene groep de ziekte heeft en de andere niet - dan zal het ene andere gen duidelijk opvallen. Vergelijk dit met het gebruik van groepen proefpersonen die naast verschillen in ziektegevoeligheid ook op heel veel andere factoren verschillen. Al die vreemde genetische verschillen zullen een luidruchtige soort statische elektriciteit vormen en het moeilijk maken om het enige belangrijke gen te vinden dat het gezochte verschil veroorzaakt.

Waarom het hondengenoom belangrijk is voor mensen

Wat ook duidelijk werd, is dat dit werk aan het hondengenoom gevolgen kan hebben voor het beter begrijpen van mensen. Honden en mensen delen 95 procent van hun DNA en delen ook enkele van de meest voorkomende ziekten van hun soort, zoals kanker, epilepsie, allergie, hartaandoeningen en zelfs psychische aandoeningen, zoals de ziekte van Alzheimer, fobieën en obsessief-compulsieve stoornissen . Er was echter nog steeds weerstand vanuit de wetenschappelijke gemeenschap of hondengenetica ons iets nuttigs zou vertellen.

Deze scepsis verdween snel nadat het onderzoeksteam van Emmanuel Mignot aan de Stanford University het gen had geïsoleerd dat narcolepsie bij honden veroorzaakt, te beginnen met genetische monsters genomen van getroffen Doberman-pinschers. Narcolepsie is een slaapstoornis die ervoor zorgt dat een persoon in een oncontroleerbare, onvrijwillige slaap valt, ongeacht wat ze op dat moment aan het doen zijn. Op basis van hun hondenonderzoek isoleerden deze onderzoekers het narcolepsie-gen, en dit leidde tot begrip van een nieuwe moleculaire route die betrokken is bij slaap. Deze resultaten leidden ook tot meer belangstelling van wetenschappers die geïnteresseerd waren in menselijke genetica, en bovendien, en omdat het nu duidelijk was dat deze resultaten zouden kunnen helpen bij ons begrip van menselijke genetische problemen, kwam er meer onderzoeksgeld beschikbaar voor dit soort werk.

Uiteindelijk werd een bijna volledig hondengenoom geregistreerd, te beginnen met het genetisch materiaal van een sterk ingeteelde bokser genaamd Tasha. Met een complete kaart van honden-DNA kunnen nu vergelijkingen worden gemaakt om de verschillen tussen hondenrassen te bepalen, en ook kunnen vergelijkingen worden gemaakt met wilde hoektanden, zoals hedendaagse wolven, en zelfs hun oude voorouders.

De geschiedenis van honden ontdekken

Dit basale hondengenoom stelt ons in staat om de geschiedenis van honden, hun evolutie en de effecten die domesticatie en selectief fokken op hen hebben gehad, te traceren. Om te zien hoe dit zou werken, stel je voor dat we aannemen (zoals de meeste wetenschappers doen) dat de oorspronkelijke voorouders van al onze honden wolven waren. Als een hondenras in het verre verleden rechtstreeks uit de wolf zou zijn geëvolueerd, dan zou zijn DNA erg wolfachtig zijn. Als er echter vele generaties en een lange tijdsperiode zijn verstreken sinds een bepaald ras is gemaakt, dan zouden we veel mutaties en verschillen verwachten tussen dat modernere ras en dat van de oude wolf. Dit betekent dat we een tijdschema kunnen opstellen voor wanneer bepaalde hondenrassen zijn gemaakt. Hierdoor kunnen we ook de relatie tussen verschillende hondenrassen bestuderen.

Met behulp van onderzoek dat kijkt naar de verschillende mutaties die bij verschillende hondenrassen worden aangetroffen, is duidelijk geworden dat er minstens 23 clades zijn (of groepen honden op basis van hun fysieke en gedragskenmerken). Bovendien is het nu duidelijk dat hondenrassen in twee afzonderlijke historische stadia zijn geëvolueerd. Het vroege stadium begon toen honden voor het eerst werden gedomesticeerd en mensen zich bezighielden met een soort van stoel-van-de-broek toegepaste genetica. Historisch gezien, als een persoon een hond had die een bijzonder wenselijke eigenschap vertoonde, zoals het vermogen om schapen te hoeden, dan zou hij die hond paren met een andere hond die enigszins vergelijkbare kenmerken had, in de hoop dat hij een beter type herdershond zou krijgen. Dit is de manier waarop de vroege rassen van hoedende, jacht- en waakhonden ontstonden. Hoewel er duidelijke verschillen waren tussen de verschillende hondenlijnen, was het concept van "ras" veel losser gedefinieerd.

De wereld van honden veranderde abrupt en voor altijd in het Victoriaanse tijdperk. Met een beter begrip van het fokken van honden, werd het ontwerpen van honden een hobby van de midden- en hogere klassen in Engeland. In feite waren honden nu iets dat door mensen moest worden gekneed en gevormd, vaak meer vanwege de fysieke kenmerken die bepaalden hoe de hond eruitzag dan vanwege bepaalde aangeboren vaardigheden en gedragingen. Kennelclubs werden opgericht om gegevens bij te houden over het fokken van bepaalde hondenlijnen en om toezicht te houden op hondenshows, die deze selectief gefokte exemplaren tentoonstelden en evalueerden. Dit leidde tot een explosie van nieuwe rassen, waarbij veel van de meest populaire retrievers, spanielen en gezelschapshonden in deze tijd opkwamen.

De hondengenoomkaart heeft ons ook in staat gesteld te begrijpen hoe honden over de wereld zijn gemigreerd. Het levert bijvoorbeeld gegevens op die lijken aan te tonen dat bijna alle hondenrassen die inheems waren in Amerika, oorspronkelijk uit Azië kwamen, meegebracht door migranten die over een landbrug reisden die over de Beringstraat bestond. Deze oorspronkelijke rassen werden vervolgens vrijwel weggevaagd door de latere toestroom van Europeanen die hun eigen hondenrassen meebrachten.

Waar we nu zijn

Tegenwoordig erkennen veel wetenschappers de onderzoekswaarde die wordt geboden door de genetische gelijkenis tussen honden en mensen. Hierdoor wordt de hond een populair 'model' dat onderzoekers kunnen gebruiken om inzicht te krijgen in menselijke stoornissen, waaronder psychische stoornissen, zoals de ziekte van Alzheimer en obsessief-compulsieve stoornissen.

Maar zelfs na al die jaren en deze enorme onderzoeksinspanning, zijn Elaine Ostrander (die nu aan de National Institutes of Health in Bethesda, Maryland werkt) en haar medewerkers nog steeds ronddwalen door hondenshows, op zoek naar relatief zeldzame hondenrassen wiens DNA niet voldoende vertegenwoordigd is in het hondengenoomproject. Ze vraagt ​​nog steeds om monsters van genetisch materiaal (die nu kunnen worden verkregen door simpelweg de mond van de hond af te vegen). Op deze manier blijft ons begrip van de genetische kaart van honden evolueren en nauwkeuriger worden.

Copyright SC Psychological Enterprises Ltd. Mag niet zonder toestemming worden herdrukt of opnieuw gepost