Анализ метилома ДНК щенков может помочь предсказать их энергичность или пугливость
Исследователи показали, что часть различий в темпераменте собак — в частности, уровень их «энергии» и поведение, связанное со страхом, — зависит от приобретённых различий в эпигеноме. Эпигеном, уникальный набор химических меток на ДНК и связанных с ней гистоновых комплексах (нуклеосомах), может усиливать или ослаблять экспрессию локальных генов.
Доктор Маттео Пеллегрини, профессор Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, заявил: «Мы показываем, что поведение собак связано с их эпигеномом, в частности с метилированием ДНК. Наши результаты открывают путь к использованию эпигенетики для скрининга и отбора собак-компаньонов или служебных собак по желаемым поведенческим чертам».
Методы исследования
Учёные количественно оценили эпигенетические, генетические и поведенческие различия между 46 собаками (самками и самцами) 31 породы в возрасте от 1 до 16 лет.
- Оценка поведения: проводилась на основе стандартизированного опросника C-BARQ (101 вопрос), который заполняли владельцы.
- Анализ данных: Для выявления значимых ассоциаций между генетическими или эпигенетическими вариантами и поведенческими чертами использовался метод машинного обучения — регрессия на частичных наименьших квадратах (PLS).
- Изучение эпигенома: Для удобства сбора изучался эпигеном эпителиальных и иммунных клеток, полученных с помощью мазков из внутренней поверхности щёк собак. В этом исследовании для проверки концепции фокусировались на метилировании ДНК в 3059 CG-сайтах.
Эпигенетика информативнее генетики для предсказания поведения
Результаты показали, что эпигеном был лучшим предиктором поведения, чем генотип в изученных локусах.
- Генетические ассоциации: Даже внутри самой представленной породы (австралийские овчарки, 12 особей) только 2 из 930 изученных однонуклеотидных полиморфизмов (SNP) были сильно связаны с поведенческими чертами. Два SNP на хромосоме 12 могли частично предсказать степень страха собаки перед незнакомцами.
- Эпигенетические ассоциации: После поправки на потенциальный мешающий эффект возраста различия в метилировании ДНК между собаками объясняли гораздо большую долю наблюдаемой вариативности в энергичности, стремлении привлечь внимание, несоциальном страхе и страхе перед незнакомцами, чем генетические различия.
Перспективы
«Эти ассоциации между метилированием ДНК клеток из ротовой полости и поведением собак были неожиданными. Это позволяет предположить, что будущие исследования метилирования ДНК в нервных тканях могут выявить сходные закономерности», — сказал Пеллегрини.
Учёные планируют провести более масштабные исследования с целью разработки биомаркеров для лучшего выявления собак с определёнными поведенческими предрасположенностями.
«В конечном итоге нам было бы очень интересно изучить эпигеномы высокоспециализированных собак, таких как собаки-поводыри или ездовые собаки, чтобы помочь в отборе особей, которые с большей вероятностью успешно завершат обучение».
Исследование опубликовано в журнале Frontiers in Psychology.