Главная » Статьи » Генетика

Тест ДНК

     Д-р Сэмпсон занимается молекулярной биологией и в течение многих лет держит и показывает собак. В настоящее время он является Координатором Кеннел Клуба по проблемам кинологической генетики в Управлении здравоохранения в Ньюмаркете; до этого он работал над проблемами кинологической генетики в Лестерском университете. Он пользуется большим уважением в научных и кинологических кругах, находясь на переднем плане в разработках программ по изучению «кинологических геномов». Целью этих исследоаний является улучшение разведенческих стандартов и помощь заводчикам в устранении проблем наследственных заболеваний, превалирующих в некоторых породах.


     В некоторых породах проблемы наследственных заболеваний имеют первостепенную важность. Иногда эти проблемы охватывают породу на терпимом уровне, однако, случаются в породе и такие вспышки наследственных заболеваний, когда заводчики вынуждены сообща искать более избирательные методы разведения. Мы всегда должны иметь в виду подобные перспективы на будущее, хотя большая часть породы продолжает оставаться здоровой.


     В последнее время у заводчиков возник большой энтузиазм по поводу возможностей, которые открывают исследования ДНК, хотя надо иметь в виду, что это случится не завтра. Мы усовершенствовали новые генетические тесты на базе ДНК для различных генов, вызывающих различные болезни. Но для каждого наследственного заболевания нам необходимо начать широчайшую исследовательскую программу по разработке и внедрению тестов на это заболевание. Каждый вопрос, который вы задаете в отношении того или иного заболевания, требует внедрения новых тестов.


     Я часто говорю, что успешные заводчики являются самыми лучшими кинологическими генетиками в мире, потому что, несмотря на то, что, не зная смысла многих загадочных слов и терминов, они являются по-настоящему практикующими генетиками. Когда вы решаете повязать свою суку, вы подбираете производителя с такими достоинствами, которые улучшили бы характеристики вашей суки.


     Когда вы выбираете какие-либо характерные черты для будущего помета, на самом деле вы выбираете гены. Гены определяют любую характеристику, как у людей, так и у собак, будь то цвет волос или форма носа. Гены - это такие проекты или планы, хранящиеся в клетке или группе клеток, которые позволяют клетке выразить свою особую характеристику. Сложение собаки определяется большим числом генов, взаимодействующих друг с другом, поэтому, выбирая характеристики для своей собаки, вы выбираете гены.


     Гены состоят из молекул, которые химически определены как ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота). Каждая клетка собачьего тела состоит из двух идентичных или почти идентичных больших молекул ДНК. Эти огромные молекулы – их можно представить в виде отрезка ленты около двух метров длиной в вытянутом состоянии – скручены настолько плотно, что помещаются в каждую клетку. Вдоль этого «отрезка ленты» «рассыпаны» гены, каждый из которых определяет отдельную характеристику. Собаки не слишком сильно отличаются от людей по составу ДНК, почти 90 % генов у нас общие.


     Поэтому, когды мы рассматриваем какую-либо комплексную проблему, как, например, зрение, собаки во многом видят так же, как и мы. Свет попадает в глаз и фокусируется на задней стенке сетчатки (ретины). Клетки, которые покрывают сетчатку, принимают световые сигналы, в них происходят серии «включений» и «выключений» света. Эти импульсные сигналы по зрительным нервам поступают в мозг, где создается зрительный образ. Мы точно не знаем, как много «включателей» участвуют в этих процессах, но известны по меньшей мере 50 генов, задействованных и осуществляющих процесс зрения.


     У собак, так же как и у людей, яйцеклетка в период зачатия после оплодотворения спермой остается все еще единичной клеткой. Она не похожа на собаку, она не видит, не слышит, не может что-либо делать. Но у нее уже есть одна большая молекула ДНК, полученная от отца, и одна большая молекула ДНК, полученная от матери. Это как бы две больших программы того, какой будет впоследствии собака. Эти программы работают по мере роста клетки и ее многотысячных делений и в конечном итоге определяют то, каким родится щенок.


     В большинстве случаев программы работают исправно, и щенок рождается нормальным и здоровым. Но если возникает мутация – изменение, сбой программы или ее блокировка – тогда возникают проблемы. Например, если «включить» 39 из 50 «включателей», или гены, дающие команду зрительным анализаторам мозга, не работают, тогда от 40 до 50 «включателей» не будут активированы, и щенок рождается слепым. Т.к. в целом для полноценного зрения необходима цепочка команд, а мутация охватила, к примеру, 47 из них, то результат будет тем же – слепота.


     Прогрессирующая атрофия сетчатки – общий тип зрительной дегенерации у чистокровных собак. Но вызывают это заболевание необязательно одинаковые генные мутации у разных пород. Рассмотрим слепоту у сеттеров и лабрадоров, например. Результат одинаков, но мутация блокирует в цепочках разное количество «включателей» у этих двух пород, поэтому каждая проблема должна изучаться отдельно.


     Возвратимся к тому факту, что в организме присутствуют два набора ДНК, и этот факт оказывает влияние на возможное проявление мутаций. Существуют два основных типа мутаций: 1) доминантная, когда эффект от мутации проявляется даже в присутствии нормальной копии гена, и 2) рецессивная, эффект от которой скрывается присутствием нормального гена.


     Собаки могут быть явно нормальными и здоровыми, однако они - носители заболеваний, если у них присутствуют рецессивные генные мутации. Два набора клеток ДНК с одним мутированным (измененным) геном у кобеля дадут 50 % дефектной спермы. Подобным образом сука, несущая в себе один (из двух) мутированный ген, даст 50 % дефектных яйцеклеток. Если сперматозоиды и яйцеклетки этих двух особей встретятся, в помете (по теории) родятся 25 % нормальных щенков, 50 % носителей дефекта (неявных мутаций) и 25 % явно пораженных этим дефектом щенков.


     У ирландских сеттеров проблема ПАС существовала в 50-е и 60-е годы; однако заводчики без особых научных знаний вполне успешно в течение 20-ти лет в основном избавили поголовье от этого заболевания путем очень тщательного разведения, исключая вязки тех линий, где отмечались носители этого заболевания. Часто дефект, полученный от проявления рецессивного гена, может быть прослежен через различные заводские линии к одному предку.


     Опасность заключается в том, что, сокращая число заводских линий в породе и избегая т.о. проблемы ПАС, можно сконцентрироваться на нескольких немногочисленных линиях, которые могут быть носителями других, пока еще неизвестных, невыявленных проблем. Можно вывести и закрепить как хорошие, так и плохие характеристики; последние могут в конце концов даже поставить породу на грань существования.


     Вот почему, я думаю, должен быть найден лучший способ определения носителей, и полезное использование таких линий в разведении должно продолжаться.


     Недавняя проблема, которая изучалась с помощью тестов ДНК, была проблема коппертоксикоза у бедлингтон-терьеров. Один рецессивный ген вызывает дефект печени, при котором в печени накапливается излишнее содержание меди, что в конечном итоге приводит к отказу в ее работе. По-видимому, в Британии не осталось ни одной линии, полностью свободной от этой проблемы; поэтому, если не удастся получить здоровую собаку, то порода может прекратить свое существование.


     Другие проблемы в других породах ненастолько серьезны, но все равно остается беспокойство по поводу того, что чем больше линий с генными проблемами исключить из разведения, тем более сужается генный резерв и подвергается риску здоровое будущее породы.


      В экстремальном случае, скипперки восходят всего к 2-м кобелям и 3-м сукам, мпортированным в 1873 г. Несколько других популярных пород, экспонируемых на различных выставках, которые выглядят достаточно благополучными и здоровыми, ведут свое начало от 3 –4 собак, уцелевших после Второй мировой войны.


     Чтобы помочь нам взглянуть на проблему недостаточного генного резерва, мы начали осуществление проекта по изучению генома собак. Насчитывается порядко 50 – 100 тысяч генов в генном наборе собаки. Если посчитать ДНК в каждой клетке, то речь пойдет об одном – двух миллионах генных рядов. Мой коллега Мэтью Дэвис уподобил эту проблему поиску опечатки в Библии. Что эффективно сделано в Библии – это нумерация всех страниц, глав и стихов – так и нумерация каждой группы генов в полной хромосоме собаки или комплекте генома. Если нам известно, что каждое животное должно иметь на каждой странице своей «Библии», или в каждой точке своей генной карты, то будет легче найти аномалию. Нам понадобилось 12 лет работы и 6 млн фунтов стерлингов, чтобы закончить эту работу.


     Если мутированный ген был идентифицирован и разработана методика теста на определение этого конкретного генного нарушения, один единственный тест ДНК может дать ответ, является или нет собака носителем гена-мутанта. Каждое генное нарушение требует проведения огромной работы и вложения порядка 40 тысяч фунтов стерлингов на разработку теста на идентификацию только одного этого гена.


     Начальный тест производится по образцу крови, но если тест уже разработан и закончена вся фундаментальная разработка, для теста можно использовать слюну животного. Чем больше животных пройдут тестирование, тем меньше стоимость теста – вплоть до 12 фунтов, если тестируемых животных будет достаточное количество. Каждому животному придется пройти тест только один раз за всю его жизнь; тест возможно осуществить уже в однодневном возрасте.


     В результате этого теста определяются носители генных мутаций. Там, где генный резерв ограничен, носителей допускают к вязкам с тем, чтобы сохранить другие положительные характеристики породной линии. Полученные от таких вязок щенки могут тестироваться в самом раннем возрасте, и те, которые получили от родителей двойной набор генов-мутантов, т.е. уже родились с признаками наследственного заболевания, должны быть стерилизованы, что исключит их из дальнейшего разведения. Такие вязки все же добавят больший объем генному резерву породы, чем простое исключение всех линий носителей из истории породы.


Д-р Джефф Сэмпсон.


   Перевод с английского языка сделан Рычковой Т.В.



Источник: http://Д-р Джефф Сэмпсон.
Категория: Генетика | Добавил: Muftocka (03 Апр 2010)
Просмотров: 994 | Рейтинг: 0.0/0