26. ledna 2010 14:24 Lidovky.cz > Relax > Věda

Šlechtitelé změnili sto padesát míst ve psí DNA

Za vytahanou kůži šarpejů může jediná mutace | na serveru Lidovky.cz | aktuální zprávy Za vytahanou kůži šarpejů může jediná mutace | foto:  Šimon, Lidové noviny

Vědci pomocí genetických metod zkoumají stopy zanechané dávnými šlechtiteli psích plemen

První pes vznikl domestikací asijských vlků zhruba před 14 000 roky. V průběhu dalších tisíciletí se psi opakovaně dočkali přílivu vlčí krve. Nejspíš k tomu docházelo, když se domácí feny spářily s vlkem a následně vrhly štěňata, jež lidé dále použili k chovu.
Z Asie se psi rozšířili do zbytku světa. Jak dokázala analýza DNA mumifikovaných psů ze starého Mexika a DNA psů, jejichž ostatky se dochovaly na Aljašce ve věčně zmrzlé půdě, provázeli asijští psi člověka i při osidlování Nového světa. Také předci divokých psů dingo přišli do Austrálie s prvními lidmi z území dnešní Číny.
 
Psi mnoha tváří
Dnes je pes bezkonkurenčně nejmnohotvárnějším domácím zvířetem. Chovatelé uznávají více než čtyři stovky psích plemen. Jsou mezi nimi psíčci, kteří se pohodlně vejdou člověku do dlaně, i psiska dorůstající velikosti malého poníka. Pro některá plemena je typická krátká hladká srst a jiná jsou chundelatá.
Příslušníci jednotlivých plemen se liší i temperamentem a nadáním pro plnění specifických úloh. Pro psy určitých plemen je typický i zvýšený sklon k některým chorobám, např. k defektům kloubů, selhání ledvin či rakovině.
Dnešní pestrost psích plemen je výsledkem intenzivní selekce a křížení malého počtu jedinců nesoucích žádané znaky. Psí plemena se tak rozdělila do čtyř základních větví. Kořeny té nejstarší sahají mnoho tisíciletí do minulosti. Jde většinou o psy pocházející z Afriky a Asie, např. malamuty, husky, šarpeje ale i pekinéze. Zbývající tři větve psích plemen - ovčáků, hlídačů a loveckých psů - vznikly až v několika posledních staletích. Překvapivě krátká se ukázala i historie některých plemen tradičně považovaných za archaická. To je případ faraonského psa, jehož původ bývá odvozován od psů chovaných na dvorech staroegyptských faraonů. Genetické analýzy však ukázaly, že toto plemeno vzniklo před několika staletími křížením jiných plemen.
Tajemství vrásek šarpeje
Úplná dědičná informace psa byla přečtena už v roce 2005. Americké konsorcium genetiků zkompletovalo dědičnou informaci feny boxera Tashy. Ve výzkumném ústavu The Genomic Research Institute si americký genetik Craig Venter nechal přečíst také dědičnou informaci svého pudla Shadowa. Víme, že dědičná informace psa je složena z 2,4 miliardy písmen genetického kódu a obsahuje 19 300 genů. Je tedy jen o málo menší než lidský genom obsahující asi 23 000 genů a 3,2 miliardy písmen genetického kódu.
Pár staletí intenzivního šlechtění po sobě zanechalo v psí dědičné informaci nesmazatelné stopy, které se nyní pokusil důkladněji zinventarizovat tým genetiků pod vedením Joshuy Akeyho z University of Washington. Výsledky pátrání shrnuli ve studii "Stopy po umělé selekci v psím genomu" zveřejněné vědeckým časopisem Proceedings of the National Academy od Sciences. Vědci velmi důkladně prověřili kompletní dědičnou informaci 275 různých psů reprezentujících desítku vzhledově odlišných plemen. Do centra pozornosti se dostala plemena bígl, border kolie, bretaňský ohař, jezevčík, německý ovčák, chrt, Jack Russell teriér, labradorský retrívr, šarpej a pudl.
Doposud znali vědci jen pětici genů, jejichž změna měla na vzhled psů dramatický vliv. Tři geny určují charakter srsti, jeden je zodpovědný za drobný vzrůst miniaturních plemen a jeden má na svědomí krátké nožky jezevčíků a jim podobných psů. Joshua Akey a jeho spolupracovníci odhalili v psím genomu dalších 150 míst, kde došlo v relativně nedávné době k převratným změnám vyvolaným intenzivním šlechtěním. Tyto oblasti psího genomu obsahují 1630 genů. Některé z nich genetici znají, funkce jiných jim zatím zůstává utajena.
Velkým překvapením byla skutečnost, že šlechtění psů ovlivnilo i geny, které hrají významnou roli v imunitní obraně. Tyto geny bývají mnohem častěji ovlivněny přírodní evolucí, např. při reakci na výskyt nových infekčních onemocnění. U psů se ale geny imunitního systému podílejí i na vlastnostech, které nemají s bojem s mikroby mnoho společného. Pes má například 46 genů pro různé defenziny, jež mu pomáhají vypořádat se s infekcí. Mutace genu pro jeden z defenzinů však stojí i v pozadí změny barvy kůže z černé na žlutou.
Akey a jeho kolegové se podívali zevrubněji například na čínské plemeno šarpej, ve kterém se hojně vyskytují jedinci s "pomuchlanou" kůží plnou záhybů a vrásek. Ukázalo se, že "vrásčití" šarpejové nesou v dědičné informaci pozměněnou verzi genu HAS2. Tento gen kóduje enzym hyaluronan syntázu, jenž má v těle na starosti produkci kyseliny hyaluronové. Její dlouhé molekuly složené z cukrů tvoří jednu ze základních komponent kůže. Šarpejové s hladkou kůží mutaci genu HAS2 nenesou. Ke změně genu došlo zcela náhodou. Mutace však měla nápadný projev a zalíbila se některému z čínských chovatelů tohoto psího plemene. A "vrásčitý" šarpej byl na světě.
Psi a lidské nemoci
Jednotlivá psí plemena jsou geneticky "jednobarevná". U jejich zrodu stálo jen několik málo jedinců a často docházelo ke křížení pokrevně příbuzných zvířat. To představuje obrovskou výhodu při pátrání po genech stojících v pozadí nejrůznějších vývojových defektů, např. nesprávného utváření kloubů či degenerace oční sítnice.
Lidé trpí stejnými defekty a chorobami, ale jejich dědičná informace je oproti psí DNA mnohem pestřejší. V lidském genomu se proto příslušné dědičné vlohy hledají obtížně. Ukazuje se jako mnohem jednodušší najít vlohu v genomu vnímavého psího plemene a následně pátrat po obdobné variantě DNA u nemocných lidí.
Tak byl například odhalen dědičný sklon k vážné poruše spánku označované jako narkolepsie. Postižení lidé usínají náhle a nekontrolovaně, což pro ně může mít fatální následky. Ke spuštění narkoleptického záchvatu stačí často jen smích nebo leknutí. Tímto onemocněním trpí rovněž psi patnácti různých plemen. U dobrmanů byla jako jeho příčina odhalena mutace genu pro orexin, jenž se významně podílí na řízení spánku a příjmu potravy. U některých ze tří milionů lidí trpících narkolepsií může mít onemocnění stejnou příčinu.
Podobných případů už byla popsána celá řada. Dalmatini jsou vysoce náchylní k tvorbě ledvinových kamenů a genetici odhalili, že je za to zodpovědná změna v genu SLC2A9 zajišťujícím transport kyseliny močové. U člověka se mohou poruchy stejného genu podílet nejen na vzniku ledvinových kamenů, ale i na onemocnění dnou. Angličtí mastifové trpí mutací genu pro oční pigment, jenž má za následek slepotu, jaká postihuje člověka při degeneraci sítnice označované jako retinitis pigmentosa.

Letní pohledy ke stažení: Vytiskněte, vymalujte a pošlete
Letní pohledy ke stažení: Vytiskněte, vymalujte a pošlete

Chcete někomu udělat radost pohledem, který domalujete a vybarvíte s dětmi? Připravili jsme celou sérii, kterou si zdarma stáhnete. Využít ji mohou i účastníci našeho Letního kolotoče.