Eine der wichtigsten genetischen Mutationen verantwortlich für die geringe Größe bei bestimmten Hunden Rassen wie Pommersche und Chihuahuas entwickelten sich zu Hundeverwandten, lange bevor Menschen begannen, diese Miniaturgefährten zu züchten. Forscher entdeckten, dass die Mutation sogar auf Wölfe zurückgeführt werden kann, die vor mehr als 50.000 Jahren lebten.
Forscher entdeckten die Mutation, die im Gen für insulinähnlichen Wachstumsfaktor 1 (IGF1) gefunden wird, indem sie Daten untersuchten, die im Rahmen des Hundegenomprojekts der National Institutes of Health (NIH) gesammelt wurden, einem Citizen-Science-Projekt, bei dem Besitzer DNA Proben von Haushunden. Diese „ungewöhnliche“ Mutation, die nicht im IGF1-Gen selbst gefunden wird, sondern in der DNA, die die Expression dieses Gens reguliert, war Forschern zuvor über ein Jahrzehnt lang entgangen.
Nach Rücksprache mit Wissenschaftlern in England und Deutschland fanden die Forscher heraus, dass die Mutation in 54.000 Jahre alter DNA aus Fossilien sibirischer Wölfe (Canis lupus campestris) vorhanden war ), sowie in der DNA aller heute lebenden Hundearten, darunter Schakale, Kojoten und afrikanische Jagdhunde.
„Es ist, als hätte die Natur es Zehntausende von Jahren in ihrer Gesäßtasche versteckt, bis es gebraucht wurde“, sagte die leitende Autorin Elaine Ostrander, eine Genetikerin am NIH, die sich auf Hunde spezialisiert hat, in einer Erklärung . Die Entdeckung hilft, das zusammenzufügen, was wir über die Domestikation von Hunden und die Körpergröße wissen, fügte sie hinzu.
Ungewöhnliche Mutation
Gene sind DNA-Abschnitte, die als Bauplan für den Aufbau bestimmter Proteine dienen. Jedes Gen besteht aus einer einzigartigen Kombination von vier Basen – Adenin (A), Guanin (G), Cytosin (C) und Thymin (T) – die für ein bestimmtes Protein kodieren. Um ein bestimmtes Protein herzustellen, müssen Zellen die doppelsträngige DNA entpacken, um die Basen des Strangs zu lesen, der das entsprechende Gen enthält. Eine spezielle Maschinerie innerhalb der Zelle kopiert dann die DNA und erzeugt RNA – ein einzelsträngiges, der DNA ähnliches Molekül mit einem anderen Zucker (Ribose statt Desoxyribose) und der Base Uracil (U) statt Thymin (T) – aus dem dann die Proteine hergestellt werden. Dieser Vorgang wird als Transkription bezeichnet.
Die neue Mutation befindet sich in einem DNA-Abschnitt in der Nähe des IGF1-Gens und reguliert dessen Expression, was wiederum die Körpergröße des Hundes beeinflusst. Es gibt zwei Versionen oder Allele dieses DNA-Schnipsels:Ein Allel hat eine zusätzliche Cytosin-Base (C), die eine kleinere Körpergröße verursacht, und das andere Allel hat eine zusätzliche Thymin-Base (T), die eine größere Körpergröße verursacht, sagte Ostrander Live-Wissenschaft. Jeder Hund erbt zwei Allele des Gens (eines von jedem Elternteil), was bedeutet, dass er entweder zwei Versionen des kleinen Allels (CC), eines von jedem (CT) oder zwei des großen Allels (TT) haben kann, fügte sie hinzu.
Die Forscher untersuchten die DNA verschiedener Hunderassen und fanden eine große Korrelation zwischen Allelen und Größe:Kleine Hunde waren CC, mittelgroße Hunde waren CT und große Hunde waren TT.
Werde kleiner
Nachdem die Mutation gefunden worden war, wollten die NIH-Forscher wissen, wie weit die Allele in der caniden Evolution zurückverfolgt werden können , was sie dazu veranlasste, anhand von Genomen, die in früheren Studien veröffentlicht wurden, nach der Mutation in der DNA alter Wölfe zu suchen.
„Wir waren überrascht, die Mutation zu finden, und freuten uns, dass beide Varianten [C und T] vor über 54.000 Jahren vorhanden waren“, sagte Ostrander gegenüber WordsSideKick.com. Die Forscher hatten vorhergesagt, dass das Allel für kleinere Statur viel neuer sei als das für größere Statur, aber das sei nicht der Fall, fügte sie hinzu.
Die IGF1-Mutation scheint eine Schlüsselrolle bei der Evolution kleinerer Hunde wie Schakale, Kojoten und afrikanischer Jagdhunde gespielt zu haben, die alle zwei Kopien des kleinen Allels (CC) besitzen. Es ist jedoch äußerst unwahrscheinlich, dass sich kleine Hunde auf natürliche Weise so zierlich entwickelt hätten, wie sie ohne das Eingreifen der menschlichen Domestikation und Zucht sind, fügte sie hinzu.
„Das kleine Allel wurde [bei Hunden] Zehntausende von Jahren lang auf einem niedrigen Niveau gehalten, bis es während oder um die Zeit der Domestizierung ausgewählt wurde“, sagte Ostrander. Diese Zucht wurde durchgeführt, um kleinere Hunde zu züchten, die kleinere Beutetiere wie Kaninchen besser jagen können , Sie hat hinzugefügt.
Die ersten etwas kleineren Hunderassen, die schließlich zu den extrem kleinen Versionen gezüchtet wurden, die wir heute sehen, sind den Forschern zufolge vor 7.000 bis 9.500 Jahren entstanden.
Körpergröße verstehen
Das IGF1-Gen ist nicht das einzige Gen, das die Körpergröße eines Hundes beeinflusst. Mindestens 20 bekannte Gene kodieren für die Körpergröße, aber dieses spezielle Gen hat einen übergroßen Einfluss:Es ist für etwa 15 % der Unterschiede in der Körpergröße bei Hunderassen verantwortlich, eine große Menge für nur ein Gen, sagte Ostrander.
Im Vergleich dazu beeinflussen Hunderte von Genen die Körpergröße beim Menschen, sagte Ostrander. Aber es ist nicht überraschend, dass Hunde weniger körpergrößenbezogene Gene haben, wenn man bedenkt, dass die meisten Hunderassen erst seit ein paar hundert Jahren existieren, fügte sie hinzu.
Die Forscher werden weiterhin mehr Körpergrößengene bei Hunden untersuchen, um besser zu verstehen, wie die Gene zusammenarbeiten, um die genaue Größe jeder Rasse zu bestimmen, vom Chihuahua bis zur Deutschen Dogge. „Der nächste Schritt besteht darin, herauszufinden, wie all die Proteine, die von diesen Genen produziert werden, zusammenarbeiten, um große Hunde, kleine Hunde und alles dazwischen zu machen“, sagte Ostrander.
Die Studie wurde online am 27. Januar in der Zeitschrift Current Biology veröffentlicht .