Исследователи создали полную генетическую карту бизона и обнаружили ген, ответственный за альбинизм
Исследовательская группа под руководством ученых из Школы ветеринарной медицины и биомедицинских наук Техасского университета A&M разработала самую полную на сегодняшний день геномную карту для североамериканского бизона, обновив генетическую карту животного с использованием новейших технологий секвенирования. В процессе команда также обнаружила ген, ответственный за альбинизм у бизонов.
Исследование, недавно опубликованное в G3: Genes, Genomes, Genetics, описывает создание этой высокоразрешенной референсной геномной сборки. На ее основе ученые разработали первый тест для выявления генетических мутаций, начав с мутации, вызывающей альбинизм.
Альбинизм — редкое состояние, характеризующееся отсутствием пигмента в теле животного, из-за чего оно выглядит белым с красными глазами. Альбиносы-бизоны имеют историческое и религиозное значение для некоторых коренных народов Северной Америки.
Исследование также закладывает основу для определения других генетических вариаций, влияющих на важные признаки бизонов, такие как те, что определяют здоровье и продуктивность вида.
Команду, создавшую новый референсный геном, собрал доктор Джеймс Дерр, профессор ветеринарной патобиологии и генетики VMBS, который в 2015 году руководил созданием первого генома бизона. В команду вошли доцент генетики доктор Брайан Дэвис, аспирант Сэм Строуп, а также представители Texas Parks and Wildlife и Службы национальных парков США.
Новый референсный геном бизона был создан с использованием технологии, позволяющей строить геномы на основе ДНК гибридов — животных с ДНК двух разных видов. В данном случае ученые использовали ДНК гибрида бизона и домашнего скота типа F1, то есть особи с идеальным 50-50 распределением ДНК родителей.
Гибриды F1 между бизоном и скотом встречаются редко, но исторически случались. Известно, что большинство стад бизонов в Северной Америке содержат потомков таких гибридов — это открытие Дерр и его коллеги сделали в прошлом году.
Для создания нового генома бизона исследователи сначала секвенировали геном гибрида F1, а также его матери-бизона и отца-домашнего скота. Эта информация позволила им отделить ДНК бизона от участков ДНК скота в гибриде.
Поскольку геном скота уже хорошо изучен, он послужил ориентиром для создания нового генома бизона, помогая ученым собрать полную высокоразрешенную референсную сборку.
Чтобы доказать полезность нового генома, команда задалась целью обнаружить, какая именно генная мутация ответственна за альбинизм у бизонов, и создать генетический тест для выявления носителей этой мутации.
Это открытие стало первым случаем успешного определения генной мутации, ответственной за наблюдаемый признак у бизонов.
Мутация приводит к тому, что важный фермент перестает функционировать правильно, что и вызывает отсутствие пигментации кожи.
Уникальность бизонов-альбиносов
Многие коренные народы Северной Америки почитают белых бизонов как священных существ, имеющих духовное и пророческое значение. Хотя не все белые бизоны являются альбиносами, их рождение — повод для празднования в некоторых общинах.
Несмотря на культурную значимость, Дерр не предлагает использовать генетическое тестирование для целенаправленного разведения бизонов-альбиносов.
Альбиносы-бизоны часто не очень здоровы: они склонны к развитию рака кожи и других проблем со здоровьем с возрастом.
Бизоны-альбиносы также отличаются от белых или палевых бизонов, которые получаются при скрещивании бизонов с белым скотом, в частности, шароле. У таких бизонов нет красных глаз и розового носа, характерных для истинных альбиносов.
Создание более точного генома бизона позволит ученым больше узнать о генетическом составе популяции бизонов в Северной Америке. Это важный шаг на пути к будущему сохранению и управлению популяцией национального млекопитающего США.