ศึกษาเกี่ยวกับสุนัข

นักวิทยาศาสตร์ที่ UC Santa Cruz จัดลำดับจีโนมของ Balto โดยเป็นส่วนหนึ่งของความพยายามร่วมกันครั้งใหญ่ในการเปรียบเทียบจีโนมซึ่งนำไปสู่เอกสารหลายฉบับที่ตีพิมพ์ในวารสาร Science ฉบับวันที่28 เมษายน สำหรับการศึกษาของ Balto ทีมงาน UCSC ได้สกัดดีเอ็นเอจากตัวอย่างเนื้อเยื่อของซากศพของ Balto ที่จัดทำโดยพิพิธภัณฑ์ประวัติศาสตร์ธรรมชาติแห่งคลีฟแลนด์ และทำงานร่วมกับเพื่อนร่วมงานที่ Cornell University และสถาบันอื่นๆ เพื่อตรวจสอบบรรพบุรุษและลักษณะทางพันธุกรรมของเขา Katherine Moon นักวิจัยหลังปริญญาเอกที่ UC Santa กล่าวว่า "ชื่อเสียงของ Balto และข้อเท็จจริงที่ว่าเขาถูกทากแท๊กซี่ทำให้เรามีโอกาสที่ยอดเยี่ยมนี้ในอีก 100 ปีต่อมา เพื่อดูว่าประชากรสุนัขลากเลื่อนในจำนวนนี้มีลักษณะทางพันธุกรรมอย่างไร และเปรียบเทียบมันกับสุนัขสมัยใหม่" ครูซและผู้เขียนบทความชิ้นแรกเกี่ยวกับการค้นพบของทีมที่ตีพิมพ์ในวารสารScience นักวิจัยพบว่า Balto เป็นเพียงส่วนหนึ่งของบรรพบุรุษที่หลากหลายของเขากับสายพันธุ์ไซบีเรียน ฮัสกี้ เขาอยู่ในกลุ่มสุนัขลากเลื่อนที่ทำงานซึ่งมีความหลากหลายทางพันธุกรรมมากกว่าสายพันธุ์สมัยใหม่ และไม่เพียงแตกต่างจากไซบีเรียนฮัสกี้ในปัจจุบันเท่านั้น แต่ยังแตกต่างจากสุนัขลากเลื่อนอลาสก้าสมัยใหม่อีกด้วย การศึกษาพบหลักฐานว่าประชากรของเขามีพันธุกรรมที่มีสุขภาพดีกว่าสายพันธุ์สมัยใหม่และมียีนที่แตกต่างกันซึ่งอาจช่วยให้สุนัขอยู่รอดได้ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง "Balto มาจากฝูงสุนัขใช้งานซึ่งแตกต่างจากสายพันธุ์สมัยใหม่และถูกปรับให้เข้ากับสภาพที่เลวร้าย" ผู้เขียนร่วม Beth Shapiro ศาสตราจารย์ด้านนิเวศวิทยาและชีววิทยาวิวัฒนาการของ UC Santa Cruz และผู้ตรวจสอบของ Howard Hughes Medical Institute กล่าว การวิเคราะห์จีโนมของ Balto เกี่ยวข้องกับการเปรียบเทียบจีโนมกับชุดข้อมูล 682 จีโนมจากสุนัขสมัยใหม่และหมาป่า รวมถึงการจัดตำแหน่งของจีโนมสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม 240 จีโนมที่พัฒนาโดย Zoonomia Consortium ซึ่งเป็นรากฐานสำหรับการศึกษาจีโนมเปรียบเทียบใหม่ที่เผยแพร่ใน ฉบับพิเศษ วท . "เราสามารถใช้ประโยชน์จากการจัดตำแหน่ง Zoonomia และงานจำนวนมากที่รวบรวมจีโนมของ สุนัข " ชาปิโรซึ่งเป็นสมาชิกของ Zoonomia Consortium กล่าว เธออธิบายว่านวัตกรรมสำคัญที่อยู่เบื้องหลังการศึกษาใหม่เหล่านี้คือความสามารถในการจัดตำแหน่งจีโนมของสปีชีส์หลายร้อยชนิด เพื่อให้สามารถเปรียบเทียบตำแหน่งที่สอดคล้องกันในจีโนมต่างๆ ได้ จีโนมิกเชิงเปรียบเทียบสามารถเปิดเผยลำดับดีเอ็นเอที่เหมือนกันในสปีชีส์ต่างๆ โดยยังคงไม่เปลี่ยนแปลงตลอดหลายล้านปีของวิวัฒนาการ ซึ่งเป็นข้อบ่งชี้ว่าสิ่งเหล่านี้เป็นส่วนสำคัญของจีโนมที่การกลายพันธุ์อาจเป็นอันตรายได้ Shapiro กล่าวว่า "ยีนที่อยู่ในโครโมโซมหนึ่งในตัวเราอยู่บนโครโมโซมที่แตกต่างกันอย่างสิ้นเชิงในสายพันธุ์อื่น "คุณต้องการเครื่องมือที่สามารถจัดเรียงพวกมันได้ เพื่อดูว่าส่วนใดของจีโนมเหล่านี้เหมือนกันและแตกต่างกัน หากปราศจากสิ่งนั้น มันก็เป็นเพียงกลุ่มของจีโนมของสปีชีส์ที่แตกต่างกันมาก" เครื่องมือจัดตำแหน่งจีโนมที่ทำให้สิ่งนี้เป็นไปได้ได้รับการพัฒนาโดยนักวิจัยจาก UC Santa Cruz Genomics Institute นำโดย Benedict Paten ศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมชีวโมเลกุลและสมาชิกของ Zoonomia Consortium เอกสารใหม่ประกอบด้วยการศึกษาที่ระบุองค์ประกอบนับพันในจีโนมมนุษย์ที่ได้รับการอนุรักษ์อย่างสูงในสายพันธุ์ต่างๆ และอีกชิ้นหนึ่งแสดงให้เห็นว่าข้อมูลนี้จะช่วยให้ค้นหาการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมที่เพิ่มความเสี่ยงต่อโรคได้ง่ายขึ้นได้อย่างไร "เมื่อเราจัดลำดับจีโนมของมนุษย์ อาจเป็นเรื่องยากที่จะบอกว่าตัวแปรทางพันธุกรรมใดมีความสำคัญ" Paten ผู้เขียนร่วมของเอกสารทั้งสองฉบับอธิบาย "ถ้ามันอยู่ในตำแหน่งที่ได้รับการอนุรักษ์ไว้อย่างดีในจีโนม นั่นเป็นสัญญาณที่ดีว่าสายพันธุ์นี้อาจมีผลการทำงานและเพิ่มความเสี่ยงต่อโรค" กระดาษของ Balto ยังใช้แนวทางนี้เพื่อระบุลักษณะความผันแปรทางพันธุกรรมของ Balto เมื่อเทียบกับสุนัขสมัยใหม่ Balto และประชากรของสุนัขลากเลื่อนที่ทำงานมีภาระการเปลี่ยนแปลงที่หายากและอาจสร้างความเสียหายน้อยกว่าสุนัขพันธุ์ ซึ่งบ่งชี้ว่าพวกมันเป็นตัวแทนของประชากรที่มีพันธุกรรมที่มีสุขภาพดีกว่า นักวิจัยยังระบุการเปลี่ยนแปลงของโปรตีน ตัวแปรที่มีข้อจำกัดทางวิวัฒนาการใน Balto ในยีนที่เกี่ยวข้องกับการพัฒนาเนื้อเยื่อ ซึ่งอาจแสดงถึงการปรับตัวที่เป็นประโยชน์ “Balto มีความแตกต่างในยีนที่เกี่ยวข้องกับสิ่งต่างๆ เช่น น้ำหนัก การประสานงาน การสร้างข้อต่อ และความหนาของผิวหนัง ซึ่งคุณคาดหวังให้สุนัขพันธุ์หนึ่งวิ่งในสภาพแวดล้อมนั้น” Moon กล่าว Balto ได้รับการเลี้ยงดูในคอกของผู้เพาะพันธุ์ Leonhard Seppala โดยอยู่ในกลุ่มสุนัขลากเลื่อนขนาดเล็กที่วิ่งเร็วซึ่งนำเข้ามาจากไซบีเรีย ซึ่งเป็นที่รู้จักในชื่อไซบีเรียน ฮัสกี้ อย่างไรก็ตาม ไซบีเรียนฮัสกี้สายพันธุ์สมัยใหม่นั้นค่อนข้างแตกต่างจากสุนัขบัลโตและสุนัขลากเลื่อนสมัยใหม่ นอกจากไซบีเรียน ฮัสกี้และสุนัขลากเลื่อนอลาสก้าแล้ว สุนัขสายพันธุ์อื่นที่มีสายเลือดร่วมกับ Balto ยังรวมถึงสุนัขลากเลื่อนกรีนแลนด์ สุนัขหมู่บ้านเวียดนาม และสุนัขพันธุ์ทิเบตันมาสทิฟฟ์ “มันน่าสนใจมากที่ได้เห็นวิวัฒนาการของสุนัขอย่าง Balto แม้จะผ่านมาเพียง 100 ปีก็ตาม” Moon กล่าว “ประชากรของบัลโตแตกต่างจากไซบีเรียนฮัสกี้สมัยใหม่ ซึ่งตั้งแต่นั้นเป็นต้นมาได้รับการผสมพันธุ์ตามมาตรฐานทางกายภาพ แต่ยังมาจากสุนัขลากเลื่อนอลาสก้าที่ทำงานยุคใหม่ด้วย” ลักษณะที่น่าสนใจอย่างหนึ่งที่ระบุในจีโนมของ Balto คือความสามารถในการย่อยแป้งได้ดีกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับหมาป่าและสุนัขลากเลื่อนของกรีนแลนด์ (กลุ่มประชากรเดี่ยว) แต่ไม่ดีเท่าสุนัขยุคใหม่ที่ย่อยอาหารจำพวกแป้งได้ง่าย นักวิจัยยังสามารถใช้จีโนมของ Balto เพื่อสร้างลักษณะทางกายภาพของเขาขึ้นมาใหม่ รวมถึงรูปร่างและสีขนของเขาได้อย่างละเอียดมากกว่าที่แม้แต่รูปถ่ายในประวัติศาสตร์จะเปิดเผยได้ "โครงการนี้ทำให้ทุกคนเข้าใจว่าอะไรเริ่มจะเป็นไปได้เมื่อมีจีโนมคุณภาพสูงให้เปรียบเทียบ" มูนกล่าว "มันเป็นช่วงเวลาที่น่าตื่นเต้นเพราะสิ่งเหล่านี้เราไม่เคยทำมาก่อน ฉันรู้สึกเหมือนเป็นนักสำรวจ และอีกครั้งที่บัลโตเป็นผู้นำ"