Shiba geenitestissä: kokomarkkerit

Koirien geenitestaus on yleistynyt viime vuosien aikana. Siinä missä aiemmin on testattu jalostuskoirilta yksittäisiä geenivirheitä, on kotikoiran omistajille nyt tarjolla kokonaisia geenitestipaneeleita, jotka selvittävät myös koiran ulkomuotoon liittyvää geneettistä koostumusta. Tässä kolmiosaisessa juttusarjassa käsitellään shibojen kokomarkkereita, värigeenejä ja geneettistä monimuotoisuutta MyDogDNA-testipaneelin pohjalta.    

Koiran koko on polygeeninen ominaisuus

Rotumääritelmä sanelee shiban säkäkorkeudeksi uroksille 39.5 cm ja nartuille 36.5 cm puolentoista sentin vaihteluvälillä suuntaansa. Koiran aikuiskoko on hyvin pitkälti perinnöllisesti määräytyvä eli geneettinen ominaisuus, johon vaikuttaa useampi geeni yhdessä. Ympäristötekijöistä kokoon voi vaikuttaa lähinnä aliravitsemustila, jolloin koira ei saavuta kasvuiässä täyttä geneettistä potentiaaliaan. Koiran perimää luotaavissa tutkimuksissa on löydetty DNA:sta useita kohtia, jotka ovat erilaisia eri kokoluokkia edustavilla koiraroduilla. Geenitestillä voidaan selvittää, minkälaisen yhdistelmän testattavan koiran kokomarkkereiksi kutsutut DNA-kohdat muodostavat.         

Mikä on kokomarkkeri?

Koiran koon geneettinen tausta on hyvä esimerkki genominlaajuisen assosiaatiotutkimuksen (GWAS-tutkimus, genome-wide association study) hyödyntämisestä. Vuonna 2016 julkaistussa tutkimuksessa (Rimbault ym.) kerättiin DNA-näytteitä eri koirarotujen edustajilta ja ryhmiteltiin rodut rotumääritelmässä mainitun painon mukaisesti. Lisäksi näytteitä kerättiin susista ja muista villeistä koiraeläimistä. Tämän jälkeen näytteistä alettiin käydä läpi koko genomia etsien DNA:n kohtia, joissa olisi odotettua enemmän eroavaisuutta nimenomaan eri painoisten rotujen välillä. Lopputuloksena havaittiin puolenkymmentä kohtaa DNA:ssa, joissa yksittäinen emäs (DNA:n ”kirjain”) oli erilainen pienillä kuin isoilla roduilla. 

Tarkemmassa analyysissa emäsmuutokset paikallistettiin jo tunnettujen geenien sisälle tai lähelle, ja niiden uskotaan vaikuttavan näiden geenien toimintaan. Kyseiset geenit koodittavat esimerkiksi kasvutekijöitä, joiden on aiemmin todettu liittyvän koon vaihteluun ihmisillä ja hiirillä. Koirilla asian varmistaminen vaatisi valtavasti lisätutkimuksia kunkin geenin osalta, joten ”kokogeenien” sijasta puhutaan toistaiseksi ”kokomarkkereista, jotka yhdistetään pieneen tai suureen kokoon”. Kokomarkkerit on kuitenkin nimetty näiden geenien mukaisesti. 

Johdetut kokomarkkerit pienentävät koirarotuja

Vuoden 2016 kokomarkkeritutkimuksessa löydettyjen markkerien muoto (siis DNA:n ”kirjain”) voitiin jakaa alkukantaisiin eli myös sudelta löytyviin sekä johdettuihin eli vain koirilta löytyviin. Koiran kokoon vaikutus oli pääpiirteissään seuraava: suurilla koirilla markkerit olivat samanlaisia kuin susilla, mutta mitä kevyempi koirarotu, sitä enemmän löytyi johdettuja muotoja. Löydettyjen kuuden kokomarkkerin uskotaan selittävän noin puolet pienten ja keskikokoisten koirien geneettisestä kokovaihtelusta, joten kaikkia kokoon vaikuttavia geenejä ei ole vielä tunnistettu. Tulokset on sittemmin vahvistettu ja tarkennettu huomattavasti suuremmalla koiramäärällä Julia Bouirmanen kanditaatintutkielmassa (2016).   

Useimmilla koiraroduilla eri yksilöillä havaittiin erilaisia yhdistelmiä alkukantaisista ja johdetuista kokomarkkerien muodoista. Kuten geenien suhteen yleensäkin, yksilö ”sisältää” jokaisesta kokomarkkerista kaksi vastinkappaletta, joista toinen on peritty emolta, toinen isältä.  Jos rodussa esiintyy kokomarkkerista sekä alkukantaista että johdettua muotoa, voi koira olla kokomarkkerin muodon suhteen homotsygootti (molemmat vastinkappaleet joko alkukantaisia tai johdettuja) tai heterotsygootti (toinen vastinkappale alkukantainen, toinen johdettu). Jopa maailman pienimmällä koirarodulla chihuahualla esiintyy joistakin kokomarkkereista myös ns. suurten koirien alkukantaisia muotoja. Toisaalta chihuahua on yksi harvoista roduista, josta on löytynyt myös yksilö, jolla kaikkien kokomarkkerien molemmat vastinkappaleet ovat olleet johdettuja. Monista suurista koiraroduista, esimerkiksi akitoista, on vastaavasti havaittu pelkkiä alkukantaisia kokomarkkerien muotoja.       

Shibojen kokomarkkerit

MyDogDNA-testattujen shibojen perusteella rodullamme esiintyy kokomarkkerien kohdalla geneettistä muuntelua – shibojen välillä siis on eroja. Rodulle ominaisena piirteenä voidaan kuitenkin pitää HMGA2-kokomarkkeria, joka esiintyy lähes kaikilla tutkituilla shiboilla vain johdettuna versiona. Homotsygoottisena johdetun HMGA2-kokomarkkerin vaikutus koiran kokoon on voimakkaasti pienentävä. Kolmesta kokomarkkerista (IGFR1, GHR2 sekä tappijalkaisuuden aiheuttava FGF4) on aineiston shiboissa löytynyt toistaiseksi vain alkukantaista, suureen kokoon ja normaalipituisiin jalkoihin yhdistettyä muotoa. Loput kolme taulukon kokomarkkeria (IGF1, GHR1 ja STC2) esiintyvät shiboissa sekä alkukantaisina että johdettuina versiona. Testipaneelin uusimmista tulokkaista eli isokokoisuuteen ja lihaksikkuuteen liittyvistä markkereista (ACSL4, IGSF1 ja IRS4) on shibojen kohdalla vielä liian vähän tutkimustuloksia.        

Kokoerot shibojen sisällä 

Shibaa pidetään geenipohjaltaan kapeana, sillä rotu on viime vuosisadalla elvytetty hyvin pienestä määrästä yksilöitä. Tätä taustaa vasten geneettisen muuntelun määrä kokomarkkereissa voi tuntua jopa yllättävältä. Vertailun vuoksi: viiden koiran pullonkaulan kokeneella lunnikoiralla muuntelua ei ole löytynyt, eli kaikki lunnikoirat ovat olleet kokomarkkereiltaan samanlaisia. Ilmiö heijastelee kenties modernin shiban kehittämiseen käytettyjen shinshushiban, minoshiban ja saninshiban eroja, sillä maantieteellisen sijainnin lisäksi näiden kerrotaan poikenneen toisistaan myös kooltaan ja tyypiltään. Suomalaisten shibojen terveyskyselyn perusteella shibat edustavat varsin tasaisesti eri säkäkorkeuksia välillä 36-44 cm ja painoja välillä 8-14 kg. Toisaalta säkäkorkeuden tarkka mittaaminen on kotioloissa hankalaa, painoon taas vaikuttaa myös koiran ravitsemustilanne. 

Kokomarkkerien yhteyttä rotujen sisäiseen kokovaihteluun ei ole juurikaan tutkittu.  MyDogDNA-testipaneelissa voi kuitenkin vertailla omistajien merkitsemiä painoja ja säkäkorkeuksia tietyn genotyypin shiboille. Aineisto on vielä liian pieni johtopäätöksille, sillä useita genotyyppejä edustaa yksi ainoa shiba. Huomionarvoisena voisi ehkä pitää kahta viiden shibanartun ryhmää, joista ensimmäiset ovat IGF1-kokomarkkerin osalta alkukantaisia homotsygootteja, jälkimmäisillä taas on siitä yksi alkukantainen ja yksi johdettu muoto. Jälkimmäisessä ryhmässä painojen keskiarvo on puoli kiloa vähemmän ja säkäkorkeus sentin vähemmän kuin alkukantaisilla homotsygooteilla. Toinen kiinnostava tutkimuskohde voisi olla HMGA2-markkeri etenkin epätavallisen suurikokoisten shibojen tapauksessa. Rodusta on löytynyt hyvin harvakseltaan myös tämän markkerin alkukantaista muotoa, joten on mahdollista, että yksittäisen shiban kokomarkkeririvistö onkin ”täysin alkukantainen ja suurikokoisuuteen yhdistetty” – siis samanlainen kuin esimerkiksi akitalla.

Kutistettu mameshiba

Koska geenitestatuilta shiboilta on löytynyt useampia pienikokoisuuteen yhdistettyjä kokomarkkereiden muotoja, on mielenkiintoista kuvitella shiba, joka olisi perinyt kummaltakin vanhemmaltaan vain rodusta löytyviä johdettuja kokomarkkerialleeleja. Sen testitulosrivi näyttäisi siis täysin ”siniseltä” kokomarkkerien HMGA2, IGF1, GHR1 ja STC2 suhteen. Olisiko tällainen shiba epätavallisen pieni yksilö? Japanissa kehitetty shiban epävirallinen ja kiistelty kääpiömuunnos eli mameshiba on aikuiskoossaankin vain noin kolmi-nelikuisen shibapennun kokoinen. Mameshibaa sanotaan rotupuhtaaksi, jolloin se olisi syntynyt yhdistämällä jatkuvasti pienimpiä shiboja rotumääritelmän kokoihanteesta piittaamatta. Mikäli mameshibat eivät perustu roturisteyksiin tai sikiö- ja pentuajan kasvuhäiriöihin, saattavat ne ilmentää samalla shibojen sisällä piilevää potentiaalia koon muuntelussa.     

Lähteitä ja luettavaa

Rimbault ym.: Derived variants at six genes explain nearly half of size reduction in dog breeds. (2013)

Julia Bouirmane: Genetic variation influencing body size in purebred dogs (2016)

https://www.mydogdna.com/blog/dogs-genetic-size-strong-and-weak-size-markers

Baker ym.: Genome-wide association studies and genetic testing (2019)

https://www.mame-shiba-inu.com/in-english

0

0