Генетические признаки одомашнивания выявлены у свиней и кур

Дикие кабаны и банкивские джунглевые куры дали начало обычным свиньям и курам. Гены этих животных эволюционировали, чтобы экспрессироваться по-разному, что привело к появлению признаков одомашнивания — таких как более слабые кости и лучшая устойчивость к вирусам — у свиней и кур. К такому выводу пришла исследовательская группа из Японии.

Результаты, опубликованные 6 июля в журнале Animals, могут дать представление о генетических изменениях в процессе одомашнивания и выделить целевые гены для более здорового и продуктивного разведения скота.

«В результате одомашнивания эти животные попали под контроль человека и селективно разводились для получения специфических полезных человеку признаков, таких как более высокая скорость роста, улучшенное качество мяса и увеличенный размер помета», — сказал автор-корреспондент Хидэмаса Боно, профессор Университета Хиросимы.

«Этот процесс значительно изменил поведение, морфологию и физиологические функции животных… В то время как отбор по полезным для человека признакам происходил, чрезмерная селекция привела к проблемам со здоровьем у домашних животных и снижению их репродуктивной способности. Для решения этих проблем крайне важно понять изменения в экспрессии генов между одомашненными животными и их дикими предками».

Сравнивая, как экспрессируются гены в парах свиней и диких кабанов, а также кур и банкивских джунглевых кур, исследователи стремились выявить общие закономерности таких изменений.

Используя данные из общедоступных баз данных, они сравнили 240 генов у свиней и 206 у кур и обнаружили, что 10 генов были повышено экспрессированы (up-regulated) — то есть их экспрессия была выше по сравнению с дикими предками. Также они нашли семь генов, повышенно экспрессированных у диких кабанов и банкивских джунглевых кур, у которых в общей сложности 206 и 200 генов соответственно.

«Примечательно, что домашние животные демонстрировали более высокую экспрессию генов, связанных с устойчивостью к вирусам и слабостью костей, тогда как их дикие предки показали более высокую экспрессию генов, ассоциированных с реакцией на стресс и энергетическим метаболизмом», — сказал первый автор Мото́ки Уно, аспирант Лаборатории геномной информатики.

«Наш анализ показал, что гены, обычно повышенно экспрессируемые у свиней и кур, вовлечены в иммунный ответ, обонятельное обучение, эпигенетическую регуляцию, деление клеток и внеклеточный матрикс — молекулярную структуру, обеспечивающую поддержку клеткам и тканям в организме. В противоположность этому, гены, повышенно экспрессируемые у дикого кабана и банкивской джунглевой курицы, связаны с реакцией на стресс, пролиферацией клеток, сердечно-сосудистой функцией, нейрорегуляцией и энергетическим метаболизмом».

По мнению исследователей, эти изменения могли возникнуть потому, что домашних животных обычно содержат с высокой плотностью в ограниченном пространстве, например, кур в курятнике. Такая скученность может способствовать повышенной уязвимости к инфекциям из-за распространения вирусов по сравнению с их дикими предками.

В противоположность этому, дикие кабаны и банкивские джунглевые куры сталкиваются с большим количеством стрессоров в природе, таких как избегание хищников и поиск пищи, что может объяснить повышенную экспрессию генов, связанных с сердечно-сосудистой функцией, нейрорегуляцией и энергетическим метаболизмом.

«Эти результаты дают ценное представление о генетической основе процесса одомашнивания и выделяют потенциальные гены-кандидаты для применения в селекции», — сказал Боно.

«В дальнейшем мы намерены способствовать устойчивому разведению животных за счет улучшения аналитических методов и интеграции различных биологических данных».