Российские и зарубежные исследователи секвенировали геном одомашненных лисиц

Сайт Наука в Сибири 7 августа 2018 г.
Сайт Российского научного фонда 8 августа 2018 г. 

Популяция доместицированных (одомашненных) лисиц, созданная в результате масштабного эксперимента, который запустил академик Дмитрий Беляев, давно является объектом изучения. В результате очередного совместного исследовательского проекта российским и зарубежным генетикам удалось впервые секвенировать геном лисицы и выделить гены, которые могут быть связаны с ручным и агрессивным поведением этих животных. 

Это стало возможным благодаря тому, что на протяжении эксперимента учеными осуществлялся отбор животных только по одному признаку — реакции на человека. Эти поведенческие различия закрепились на генетическом уровне. Такая уникальная особенность беляевских лисиц позволила генетикам определить участки генома, различающиеся у агрессивных и дружелюбных популяций, — эти участки с высокой вероятностью отвечают именно за особенности поведения зверей.
 
Как отмечают участники проекта, результаты в значительной степени пересекаются с другими, полученными методом QTL-картирования. Суть его заключается в следующем: исследователи получали потомство от смешанной пары (один родитель дружелюбный, второй — агрессивный), где щенки, как правило, заметно различались по поведению друг от друга. Сравнение их генома также позволяло найти различающиеся регионы, но в новом исследовании эти отличия определены с большей точностью. Итоги их работы были опубликованы в престижном научном издании Nature Ecology & Evolution. 
 
По итогам первоначального анализа, Анна Кукекова, Гоцзе Чжан и их коллеги, включая сотрудников ФИЦ “Институт цитологии и генетики СО РАН” и Института молекулярной и клеточной биологии СО РАН, идентифицировали 103 геномных региона, различных у дружелюбных и агрессивных лисиц. Причем некоторые из этих регионов содержат всего по одному гену. Также многие из них гомологичны участкам генома собак, возникшим в результате доместикации. 
 
Одним из наиболее вероятных кандидатов на роль гена, отвечающего за ручное поведение, авторы исследования считают SorCS1, который регулирует белки, вовлеченные в связь между нейронами. Конечно, вся полученная информация потребует дальнейшего анализа, но ряд выводов можно сделать уже сегодня.
 
“Поиском генов-мишеней, отвечающих за поведенческие расстройства, сейчас занимается большое число научных коллективов по всему миру, — рассказал научный сотрудник лаборатории эволюционной генетики ФИЦ ИЦИГ СО РАН кандидат биологических наук Юрий Эмильевич Гербек. — Но в качестве лабораторной модели им приходится использовать мышей и крыс. Зная, какие гены отвечают за формирование поведения лисицы, мы также сможем вовлекать ее в разного рода когнитивные исследования. Поскольку лисица ближе к человеку, чем грызуны, и отличается более сложным поведением, она является очень перспективной лабораторной моделью”.
 
Есть у беляевских лисиц и еще одна ценная особенность. Ранее ученые секвенировали геном собаки и волка, в которых также шел поиск участков, отвечающих за различие в поведении домашнего и дикого животного. Но, как отмечают сами генетики, появление домашней собаки произошло около 15 тыс. лет назад. После этого геном собаки подвергался сильным изменениям в процессе формирования разных пород. Также нет никаких гарантий, что современные волки генетически относятся к той же популяции, что участвовала в процессе доместикации тысячи лет назад. В случае же с лисицами процесс одомашнивания проходил искусственно и в наши дни, поэтому сравнение их геномов дает более “чистые” и однозначные результаты.
 
Опубликованное исследование является как раз первым примером получения такого рода результатов. Дело в том, что ген SorCS1 (о котором говорилось выше) воздействует на конкретный белок — рецептор глутамата, который, в свою очередь, ответственен за передачу сигнала в нейронах. Мутации в этом гене могут повлечь нарушения в работе всей глутаматной системы организма — эти неполадки некоторыми исследованиями отмечались у пациентов, страдающих аутизмом и рядом других психических заболеваний. Таким образом, SorCS1 является потенциальным геном-мишенью для разработчиков стратегий лечения этих заболеваний.