Mapeo del comportamiento, la salud y el patrimonio de su perro

Fue un par de genetistas de plantas que comenzaron a mapear el ADN de los perros.

Imagina que hay un grupo de científicos que intentan construir un mapa del tesoro a partir de las pistas que están disponibles para ellos. Sin embargo, a diferencia de las historias de aventuras típicas, para algunos científicos no es el tesoro lo que importa, sino el mapa en sí. Esta nueva clase de creadores de mapas son genetistas, que no están mapeando territorios ni ningún tipo de geografía, sino que están mapeando a su perro. El mapa que están haciendo es un mapa histórico que puede trazar la evolución de un perro desde un antiguo lobo ancestral hasta un moderno labrador retriever. También es un mapa de la

Fuente: SC Psychological Enterprises ltd

Ubicaciones de genes que desencadenan enfermedades caninas hereditarias. Este mapa puede incluso encontrar la fuente de determinadas tendencias de comportamiento. Además, como un bono especial, este mapa puede ayudar a curar a los humanos. Es un mapa del ADN del perro, y ese mapa se llama “genoma canino”.

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El Proyecto Genoma Canino es una empresa masiva que sigue creciendo en tamaño. El material genético del perro se almacena en 39 pares de cromosomas, cada uno formado por hebras de ADN enredadas. La molécula de ADN tiene la forma de una escalera, y cada peldaño de la escalera es un par de productos químicos básicos. Es sensato pensar en estos “peldaños” como si fueran las letras de un alfabeto que explican la composición genética de un perro. El intento de interpretar el mensaje en el ADN canino ya ha involucrado a más de dos docenas de laboratorios, que han medido la composición genética de más de 1,700 perros provenientes de más de 160 razas de perros. Para cada uno de estos, la idea es transcribir el patrón de ocurrencia de esos 2.8 billones de “letras” genéticas, y organizarlas en secuencias que conforman los aproximadamente 19,000 genes en el perro. Tiene sentido imaginar que estos genes son una serie de palabras genéticas que explican oraciones. Estas instrucciones “escritas” le dicen al cuerpo qué proteínas producir y, en última instancia, determinan el desarrollo y el comportamiento del perro.

Obviamente este es un proyecto costoso, que requiere mucha mano de obra. Entonces, podrías preguntar: ¿Por qué se gastaría tanto esfuerzo para entender al humilde perro doméstico? Para entender esto, tenemos que volver al inicio del proyecto.

Empezando a dibujar un mapa del perro

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Curiosamente, el proyecto del genoma canino se inició a través de la actividad de un genetista de plantas en la Universidad de California en Berkeley. Jasper Rine reconoció que los perros fueron criados para comportamientos específicos, y que estos comportamientos probablemente tenían una base genética fuerte y quizás fácilmente identificable. Como parte de la investigación de su planta, cruzó un Terranova (que son perros amigables que aman el agua y no saben nada acerca del pastoreo) con un Border Collie (que es un tanto distante, no le gusta el agua y tiene una serie de comportamientos de pastoreo incorporados) . Después de dos generaciones de estudio, quedó claro que una serie de comportamientos clave estaban determinados genéticamente. Sin embargo, a Rine también le quedó claro que carecía de una herramienta vital, a saber, un mapa de marcadores genéticos formado por tramos conocidos de ADN, que podrían usarse para descubrir qué material genético se transmitió para hacer nadadores fuertes o buenos perros de pastoreo. . Así concibió la idea de crear un mapa de este tipo, y este mapa sería el genoma canino.

Era 1990 y Elaine Ostrander acababa de llegar a Berkeley para hacer una investigación postdoctoral en genética de plantas. Desafortunadamente, iba a haber una espera antes de que comenzara la financiación de la beca, así que ella tomó un trabajo temporal con Rine. Él le asignó la tarea de comenzar a construir el mapa que necesitaba de ADN de perro. Nunca llegó al laboratorio de genética de plantas, pero cuando se fue de Berkeley tres años más tarde, se comprometió con el proyecto del genoma del perro. Esto fue extremadamente importante, porque Rine finalmente tuvo que cerrar sus estudios de comportamiento canino debido a la falta de fondos y porque estaba siendo acosado por activistas de los derechos de los animales.

Recopilando los datos

Lo que Ostrander necesitaba para continuar su investigación era un montón de muestras de material genético de tantos perros y razas de perros diferentes como ella pudiera. Así que este dedicado investigador ha perseguido exposiciones caninas para pedir a los criadores y propietarios que le permitan reunir ese material genético. El progreso fue lento, hasta que descubrió que un par de investigadores de la Escuela de Medicina Veterinaria de la Universidad de Pennsylvania, Gustavo Aguirre y Gregory Acland, habían estado estudiando una forma hereditaria de ceguera que era común en los collies. Habían estado criando individuos afectados y no afectados para rastrear los patrones de herencia, y también habían estado recolectando muestras de sangre de razas que no tenían la enfermedad. Desafortunadamente, como Rine, sabían que nunca podrían encontrar el gen que causó la ceguera hasta que hubiera un mapa del genoma canino adecuado. Sin embargo, con la esperanza de que dicho mapa llegara a estar disponible, almacenaron y documentaron cuidadosamente el enorme banco de muestras de sangre que habían recolectado.

Con la combinación de muestras y datos de investigación de estos dos laboratorios, se tardó solo un año en producir un mapa preliminar que muestra las posiciones de 150 marcadores en el genoma del perro. Esto permitió a estos científicos determinar que el gen que causaba la forma de ceguera hereditaria que se ve comúnmente en los collies estaba en el cromosoma 9. Unos años más tarde, aislaron el gen específico en sí.

Para este momento, algunos otros científicos comenzaron a reconocer que los perros podrían ser el sueño de un genetista. Las razas de raza pura son altamente cruzadas por rasgos específicos. Los perros de raza pura tienen historias familiares extensas y genealogías bien documentadas, lo que simplifica enormemente la tarea de rastrear cosas como las mutaciones que causan enfermedades o los genes responsables del tamaño, la forma o el color del pelaje de los perros. Sin embargo, dentro de cada raza, hay un grado notable de similitud genética entre los individuos.

¿Por qué es importante para los genetistas la similitud entre los miembros de la misma raza? Bueno, imagina que estás tratando de encontrar un gen mutado responsable de algún trastorno hereditario. Si utiliza grupos de sujetos de prueba con genomas muy similares, excepto por el hecho de que un grupo tiene la enfermedad y otro no, entonces el único gen diferente se destacará claramente. Compare esto con el uso de grupos de sujetos de prueba que, además de diferir en la susceptibilidad a la enfermedad, también difieren en muchos otros factores. Todas esas diferencias genéticas extrañas van a constituir una ruidosa clase de estática y harán difícil encontrar el único gen importante que está causando la diferencia buscada.

¿Por qué el genoma canino es importante para los humanos?

Lo que también quedó claro es que este trabajo sobre el genoma canino podría tener implicaciones para comprender mejor a los humanos. Los perros y los humanos comparten el 95 por ciento de su ADN, y también comparten algunas de las enfermedades más comunes de sus especies, como el cáncer, la epilepsia, la alergia, la enfermedad cardíaca e incluso los trastornos psicológicos, como la enfermedad de Alzheimer, las fobias y los trastornos obsesivo-compulsivos. . Sin embargo, todavía existía resistencia por parte de la comunidad científica sobre si la genética de los perros nos diría algo útil.

Este escepticismo desapareció rápidamente después de que el equipo de investigación de Emmanuel Mignot en la Universidad de Stanford aisló el gen que causa la narcolepsia en los perros, comenzando con muestras genéticas tomadas de los pincheros Doberman afectados. La narcolepsia es un trastorno del sueño que hace que una persona caiga en un estado de sueño involuntario e incontrolable, independientemente de lo que esté haciendo en ese momento. Basados ​​en su investigación canina, estos investigadores aislaron el gen de la narcolepsia, y esto condujo a la comprensión de una nueva vía molecular involucrada en el sueño. Estos resultados también llevaron a un mayor interés por parte de los científicos que estaban interesados ​​en la genética humana, y además, y debido a que ahora estaba claro que estos resultados podrían ayudarnos en nuestra comprensión de los problemas genéticos humanos, hubo más fondos de investigación disponibles para este tipo de trabajo.

En última instancia, se registró un genoma canino casi completo, comenzando con el material genético de un boxeador altamente consanguíneo llamado Tasha. Con un mapa completo del ADN canino, ahora se pueden hacer comparaciones para determinar las diferencias entre las razas de perros, y también se pueden hacer comparaciones con caninos salvajes, como los lobos contemporáneos, e incluso sus ancestros ancestrales.

Descubriendo la historia de los perros

Este genoma canino básico nos permite rastrear la historia de los perros, su evolución y los efectos que la domesticación y la reproducción selectiva han tenido en ellos. Para ver cómo funcionaría esto, imagine que suponemos (como hacen la mayoría de los científicos) que los antepasados ​​originales de todos nuestros perros eran lobos. Si una raza de perros evolucionara directamente del lobo en el pasado distante, entonces su ADN sería muy parecido al de un lobo. Sin embargo, si han pasado muchas generaciones y un largo período de tiempo desde que se creó una raza en particular, entonces esperaríamos muchas mutaciones y diferencias entre esa raza más moderna y la del lobo antiguo. Esto significa que podemos construir un período de tiempo para cuando se crearon determinadas razas de perros. Esto también nos permite estudiar la relación entre varias razas de perros.

Gracias a la investigación que analiza las diferentes mutaciones encontradas en varias razas de perros, ha quedado claro que existen al menos 23 clados (o grupos de perros según sus características físicas y de comportamiento). Además, ahora está claro que las razas de perros evolucionaron en dos etapas históricas separadas. La etapa temprana comenzó cuando los perros fueron domesticados por primera vez y los humanos se estaban involucrando en una especie de genética aplicada en el asiento del pantalón. Históricamente, si una persona tenía un perro que mostraba un rasgo particularmente deseable, como la capacidad de pastorear ovejas, entonces apareaba a ese perro con otro que tenía características similares con la esperanza de que obtendría un mejor tipo de perro pastor. Esta es la forma en que se originaron las primeras razas de perros de pastoreo, caza y vigilancia. Sin embargo, aunque había diferencias claras entre las distintas líneas de perros, el concepto de “raza” estaba mucho más definido.

El mundo de los perros cambió abruptamente, y para siempre, en la época victoriana. Con una mejor comprensión de la cría de perros, diseñar perros se convirtió en un pasatiempo de las clases media y alta en Inglaterra. En efecto, los perros ahora eran algo para ser moldeados y moldeados por los humanos, a menudo más por las características físicas que determinaban cómo se veía el perro en lugar de por sus habilidades y comportamientos innatos particulares. Se establecieron clubes caninos para mantener registros de la reproducción de líneas particulares de perros y para supervisar exposiciones caninas, que muestran y evalúan estos especímenes criados selectivamente. Esto llevó a una explosión de nuevas razas, con muchos de los perros perdigueros, spaniels y compañeros más populares que surgieron durante esta era.

El mapa del genoma canino también nos ha permitido comprender cómo han migrado los perros en todo el mundo. Por ejemplo, proporciona datos que parecen mostrar que casi todas las razas de perros que eran nativas de América provenían originalmente de Asia, traídas por migrantes que viajaban por un puente terrestre que existía a través del Estrecho de Bering. Estas razas originales fueron prácticamente eliminadas por la afluencia posterior de europeos que trajeron sus propias razas de perros.

Donde estamos ahora

Hoy en día, muchos científicos reconocen el valor de la investigación que proporciona la similitud genética entre perros y humanos. Debido a esto, el perro se está convirtiendo en un “modelo” popular que los investigadores pueden usar para comprender los trastornos humanos, incluidos los trastornos psicológicos, como la enfermedad de Alzheimer y los trastornos obsesivo-compulsivos.

Sin embargo, incluso después de todos estos años y este gran esfuerzo de investigación, Elaine Ostrander (quien ahora se encuentra en los Institutos Nacionales de la Salud en Bethesda, Maryland) y sus asociados todavía pueden encontrarse vagando por exposiciones caninas, buscando razas de perros relativamente raras. cuyo ADN no está adecuadamente representado en el proyecto del genoma canino. Ella todavía está solicitando muestras de material genético (que ahora se puede obtener simplemente limpiando la boca del perro). De esta manera, nuestra comprensión del mapa genético de los perros continúa evolucionando y siendo más precisa.

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