一种主要的基因突变导致某些犬种体型较小,如博美犬和吉娃娃犬,早在人类开始饲养这些小型伴侣狗之前,它们就已经进化为狗的亲戚。研究人员发现,这种突变甚至可以追溯到生活在5万多年前的狼。
研究人员通过研究美国国立卫生研究院(NIH)的狗基因组项目收集的数据,发现了这种在类胰岛素生长因子1 (IGF1)基因中发现的突变。该项目是一项公民科学项目,由主人收集宠物狗的DNA样本。这种“不寻常”的突变不是在IGF1基因本身中发现的,而是在调节该基因表达的DNA中发现的,此前研究人员已经回避了十多年。
在咨询了英国和德国的科学家后,研究人员发现,这种突变存在于54000年前西伯利亚狼(Canis lupus campestris)化石的DNA中,以及今天存活的每一种犬科动物的DNA中,包括豺、郊狼和非洲猎犬。
资深作者伊莱恩·奥斯特兰德是美国国立卫生研究院专门研究狗的遗传学家,她在一份声明中说:“这就好像大自然把狗藏在她的后兜里几万年,直到需要的时候。”她补充说,这一发现有助于将我们对狗的驯化和体型的了解联系起来。
不寻常的突变
基因是DNA的一部分,作为构建特定蛋白质的蓝图。每个基因都由四种碱基组成——腺嘌呤(a)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和胸腺嘧啶(T),这四种碱基是特定蛋白质的密码。为了制造一种特定的蛋白质,细胞必须解开双链DNA,以便读取包含相应基因的DNA链的碱基。然后细胞内的特殊机制复制DNA并产生RNA——一种类似于DNA的单链分子,只是含有一种不同的糖(核糖而不是脱氧核糖)和碱基尿嘧啶(U)而不是胸腺嘧啶(T)——然后用来制造蛋白质。这个过程被称为转录。
这个新突变位于IGF1基因附近的DNA片段中,并调节其表达,进而影响狗的体型。奥斯特兰德告诉《生活科学》杂志说,这段DNA片段有两种版本,即等位基因:一种等位基因有一个额外的胞嘧啶碱基(C), 如果能从玩家的观念来看198彩平台,198彩怎么样了解玩家心灵活动的198彩平台总代理永远不为自己的前途担心。,导致体型变小,另一种等位基因有一个额外的胸腺嘧啶碱基(T),198手机198彩开户APP在那里下载登录,导致体型变大。她补充说,每只狗都继承两个基因等位基因(分别来自父母一方),198娱乐官网安198彩总代理全登录的网址被国内网络警察给封了,我都不知道,还是好朋友198彩票总代给我发的站内信收到的通知,域名也更换了。,这意味着它可以有两个小等位基因(CC),每个小等位基因(CT)或两个大等位基因(TT)。
研究人员观察了不同犬种的DNA,发现等位基因与狗的大小之间存在主要的相关性:小型犬为CC,中型犬为CT,大型犬为TT。
变得越来越小
在发现突变后,NIH的研究人员想知道等位基因在犬科动物进化过程中可以追溯到多远,这导致他们从之前发表的研究中寻找古代狼的DNA突变。
奥斯特兰德告诉《生活科学》杂志说:“我们很惊讶地发现了这种突变,并高兴地发现,两种变体[C和T]在54000年前就存在了。”她补充说,研究人员曾预测,身材较小的等位基因比身材较大的等位基因要新得多,但事实并非如此。
IGF1突变似乎在豺、土狼和非洲猎犬等小型犬科动物的进化中发挥了关键作用,这些动物都有两个小等位基因(CC)的副本。然而,她补充说,如果没有人类驯化和繁殖的干预,小型狗是不可能自然进化成现在这么小的。
Ostrander说:“这种小的等位基因(在狗身上)在数万年的时间里一直保持在一个较低的水平,直到它在驯化时期或驯化前后被选中。”她补充说,这种繁殖是为了创造出更小的狗,以便更好地捕捉小猎物,比如兔子。
根据研究人员的说法,最早的稍微小一点的狗品种出现在7000到9500年前,最终被培育成我们今天看到的非常小的版本。
了解身体大小
IGF1基因并不是影响狗的体型的唯一基因。奥斯特兰德说,至少有20个已知的基因编码了体型大小,但这个特定的基因对体型的影响非常大:它对不同犬种的体型大小差异有15%的影响,对一个基因的影响很大。
Ostrander说,相比之下,数百个基因影响着人类的体型。但她补充说,考虑到大多数狗品种只存在了几百年,狗的体型相关基因较少也就不足为奇了。
研究人员将继续研究狗的更多体型基因,以更好地了解这些基因是如何共同作用的,从而确定从吉娃娃到大丹犬每个品种的确切尺寸。奥斯特兰德说:“下一步是要弄清楚这些基因产生的所有蛋白质是如何共同作用,从而形成大狗、小狗和介于两者之间的所有动物的。”