Усовершенствованный анализ Y-хромосомы помогает в разведении и сохранении лошадей

Исследователи из Колледжа ветеринарной медицины и биомедицинских наук Техасского A&M (VMBS) помогают раскрыть новую информацию о Y-хромосоме лошадей. Это позволит владельцам выявлять оптимальные линии для разведения, а защитникам природы — сохранять разнообразие пород.

"Из-за своей сложной структуры Y-хромосому гораздо труднее секвенировать, поэтому наши знания о ней далеки от полноты", — сказал д-р Гас Котран, заслуженный профессор кафедры ветеринарных интегративных биологических наук (VIBS) VMBS. "Фактически, ученые раньше считали, что Y-хромосома лишена генетического разнообразия, а значит, мало влияет на видовое разнообразие".

Однако новое исследование Котрана в сотрудничестве с Венским университетом ветеринарной медицины показало, что Y-хромосома действительно имеет значимые вариации и важна для видового разнообразия.

"Как мы недавно опубликовали в Proceedings of the National Academy of Sciences, мы теперь можем отслеживать мужскую линию лошадей с помощью Y-хромосомы, чего раньше сделать не могли", — заявил Котран. "Эта новая информация позволяет лучше реконструировать историю разведения и эволюции лошадей за последние 1500 лет".

Расшифровка Y-хромосомы

Десятилетиями Y-хромосома была сложна для изучения. Когда в 1990 году был впервые опубликован геном человека, он даже не включал Y-хромосому, полная последовательность которой была получена только в 2023 году.

"Y-хромосома имеет множество повторяющихся участков и даже палиндромов — одинаковых при чтении вперед и назад. Это затрудняет понимание того, какие гены там закодированы", — пояснил Котран. "Получить базовую последовательность Y-хромосомы любого вида млекопитающих довольно сложно".

С улучшением технологий компьютеры упростили обработку этих участков ДНК, что кардинально изменило исследования Y-хромосомы.

"Мы смогли проанализировать мировую коллекцию образцов ДНК лошадей и изучить, к каким корням восходят современные жеребцы", — сказал Котран. "Разведение лошадей связано с историей человечества почти 4000 лет, и большую часть этого времени люди использовали разведение через жеребцов. Это исследование позволило нам увидеть основные влияния в селекции и то, как исторические пути экспансии способствовали распространению лошадей".

Изучение отцовского происхождения

Разведение через жеребцов является предпочтительным методом в коневодстве по нескольким причинам, одна из которых — гораздо проще анализировать фертильность жеребца, чем кобылы.

"Жеребцы могут иметь сотни потомков в течение жизни, в то время как кобылы могут вынашивать только одного или двух жеребят за раз, что затрудняет быструю оценку качества ее потомства", — отметил Котран.

В настоящее время родословные — это способ, с помощью которого владельцы и заводчики лошадей узнают, какие жеребцы были в предках животного, что дает информацию о наследуемых признаках. Однако родословные ведутся вручную и могут охватывать всего несколько поколений.

"Наше недавнее исследование позволяет заглянуть гораздо дальше, чтобы увидеть, какие эволюционные линии содержит ДНК лошади", — сказал Котран. "Теперь мы можем увидеть более широкую картину отцовского происхождения отдельной лошади".

Поддержание генетического разнообразия

Изучение эволюционной истории в происхождении лошади вскоре может стать важной частью селекции для защиты здоровья редких пород. Поэтому новые открытия исследователей о Y-хромосоме окажут долгосрочное влияние на коневодческую отрасль.

"Одна из главных опасностей в программах разведения некоторых лошадей — инбридинг, который происходит при скрещивании слишком близкородственных животных. У лошадей это может вызывать генетические дефекты, такие как косолапость и потеря фертильности", — пояснил Котран. "Таким образом, и заводчики, и защитники лошадей заинтересованы в использовании научных исследований для повышения генетического разнообразия.

"Если у вас есть лошадь редкой породы и есть более одной мужской линии на выбор, вы могли бы, возможно, выбрать для разведения более редкую из этих линий, что помогло бы сохранить разнообразие внутри породы", — сказал он.

"Благодаря новым возможностям анализа, предоставленным нашим исследованием, мы можем обнаружить причины избегать скрещивания определенных мужских линий для защиты здоровья потомства или будущего породы".