Köpek Genomu İnsan Hastalığına Işık Tutabilir

Bilim adamları, köpek genomunu sıralamayı başardılar; bu, hem insanlar hem de köpekler için daha iyi sağlıklara yol açabilecek bir başarıdır. Uluslararası bir araştırmacı ekibi, ayrıntılı analizlerini Nature dergisinde yayınladı.

MIT ve Harvard’da Broad Institute yöneticisi olan kıdemli yazar Eric Lander, “Bugün yaşayan 5.500’den fazla memeliden, köpekler tartışmasız en dikkat çekici olanıdır” diyor. MIT’de biyoloji profesörü ve Harvard Tıp Fakültesi’nde sistem biyolojisi profesörü ve Whitehead Biyomedikal Araştırma Enstitüsü üyesidir.

Dr. Lander, “Chihuahua’lardan Büyük Danimarkalılara kadar köpeklerin inanılmaz fiziksel ve davranışsal çeşitliliği, genomlarında kodlanmıştır. Bu, embriyonik gelişimi, nörobiyolojiyi, insan hastalıklarını ve evrimin temelini anlamamıza benzersiz bir şekilde yardımcı olabilir” diye belirtiyor.

Güçlü araç

Ulusal İnsan Genomu Araştırması direktörü Dr. Francis S. Collins, “İnsan ve diğer önemli organizmaların genomlarıyla karşılaştırıldığında, köpek genomu, insan sağlığına ve hastalığına katkıda bulunan genetik faktörleri tanımlamak için güçlü bir araç sağlıyor” diyor. Araştırmayı destekleyen Enstitü (NHGRI).

Collins, “Bu dönüm noktası özellikle sevindiricidir çünkü veterinerlik araştırmacılarının sadık köpek arkadaşlarımıza zarar veren hastalıkları daha iyi anlama ve tedavi etme çabalarına da doğrudan fayda sağlayacaktır.”

İnsanlar 100.000 yıl öncesine kadar gri kurtlardan Canisiliaris adlı köpeği evcilleştirdiler. Son birkaç yüzyıldaki seçici yetiştirmenin bir sonucu olarak, modern köpek ırkları bir çeşitlilik modeli sunar. Altı kiloluk Chihuahua’lardan 120 kiloluk Büyük Danimarkalılara, yüksek enerjili Jack Russell Teriyerlerinden yumuşak huylu basset tazılarına ve Shetland çoban köpeklerinden, sürü içgüdüleriyle işaret etmeye meyilli işaretlere kadar, insanlar arzu edilen fiziksel ve davranışsal özellikler için köpekleri yetiştirdiler. .

Bu tür yetiştirme uygulamaları, bir sonraki neslin tercih edilen özelliklerini korur, ancak aynı zamanda birçok köpek ırkını, kalp hastalığı, kanser, körlük, katarakt, epilepsi, kalça displazisi ve sağırlık dahil olmak üzere genetik bozukluklara yatkın hale getirir.

Araştırma grubu, farklı ırkların inanılmaz fiziksel çeşitlilik göstermesine rağmen, genellikle DNA’larının büyük bölümlerini paylaştıklarını ve muhtemelen yakın zamandaki ortak kökenlerini yansıttığını buldu. Sonuç olarak, herhangi bir köpek türü için Broad Institute ve NHGRI’da geliştirilen genetik araçlar, hemen hemen her türdeki genetik deneylerde yararlı olabilir.

Evrim Ağacı

Köpekler insan kalplerinde özel bir yere sahip olurken, aynı zamanda evrim ağacında insanlara göre anahtar bir dal noktasında otururlar. İnsanların atalarının DNA’sını farelerden çok köpeklerle paylaştıkları zaten biliniyordu. Köpek genom dizisinin mevcudiyeti, araştırmacıların, tercihen insan, köpek ve fare arasında korunan, insan genomunun yaklaşık yüzde 5’ini temsil eden ortak bir genetik elementler kümesini tanımlamalarına izin verdi.

Eşit olarak dağıtılmak yerine, bu elementlerden bazıları genomdaki genlerin sadece küçük bir kısmı etrafında toplanmıştır. Bu kümeler üzerinde yapılacak gelecekteki çalışmalar, bilim insanlarına genomların nasıl çalıştığını ortaya çıkarmak için gereken kritik öngörü sağlayabilir.

NHGRI Kanser Genetiği Şubesi başkanı PhD Elaine A. Ostrander, doktora sonrası araştırma görevlileri Heidi G. Parker ve Nate B. Sutter ile birlikte Nature makalesinin ortak yazarıdır. Ek olarak, Dr. Ostrander, köpek genomunun sıralanması için biyomedikal mantığı ortaya koyan beyaz kitabın baş yazarıdır.

Dr. Ostrander’ın laboratuvarı köpeklerde ve insanlarda meme ve prostat kanserleri de dahil olmak üzere kansere duyarlılıktan sorumlu genlerin haritasını çıkarıyor.

“Köpeklerde başlıca ölüm nedenleri çeşitli kanserlerdir ve bunların çoğu biyolojik olarak insan kanserlerine çok benzer.” Ostrander diyor. “Köpek genom dizisini insan genom dizisiyle birlikte kullanmak, araştırmacıların kanser ve diğer büyük hastalıkların altında yatan daha çok genetik katkıda bulunanları araştırmalarını daraltmalarına yardımcı olacaktır.”

Genetik Pusula

Köpeklerde hastalık genlerini haritalamak için gerekli olan genetik araçları yaratma çabaları, son 15 yılda ivme kazandı ve halihazırda kaniş genomunun kısmi bir incelemesini içeriyor. İki yıldan daha uzun bir süre önce, Broad Institute’daki genom dizileme ve analiz programının eş yöneticisi olan Kerstin Lindblad-Toh ve meslektaşları, köpek genomunun eksiksiz bir haritasını oluşturmak için iki bölümden oluşan bir projeye giriştiler.

İlk olarak, Tasha adlı dişi bir boksörden köpek genomunun yaklaşık yüzde 99’unu kapsayan yüksek kaliteli DNA dizisi elde ettiler. Boksör, köpek genom topluluğu için bir referans sekans haline gelen şeyi üretmek için ortalama safkan köpeğin temsilcisi olarak seçildi.

Sekans bilgisini genetik bir “pusula” olarak kullanarak, 10 farklı köpek ırkının ve gri kurt ve çakal da dahil olmak üzere diğer ilgili köpek türlerinin genomlarını gezdiler.

Araştırmacılar, köpek genomu boyunca serpilmiş kabaca 2,5 milyon tek nükleotid polimorfizmi veya SNP tespit ettiler. SNP’ler, bazıları hastalıklara veya bir köpeğin genel sağlığına katkıda bulunan DNA kodundaki varyasyonlardır.

SNP’ler, hem köpek ırkları içinde hem de köpek ırkları arasında genetik değişiklikleri araştırmak için bir dizi koordinat oluşturmak için de kullanılabilir. Bu çabalar, uzun süreli kısıtlayıcı üreme geçmişlerine rağmen, bireysel ırkların büyük miktarda genetik değişkenliği sürdürdüğünü ortaya çıkardı.

Pratik anlamda, bu, köpeklerde hastalık genlerini bulmaya yönelik gelecekteki çabaların, kapsam açısından karşılaştırılabilir insan çalışmalarından çok daha dar olabileceği anlamına gelir; daha az sayıda genetik belirteç ve kandan veya yanaktan yalnızca birkaç yüz köpekten toplanan DNA örnekleri gerektirir.