Shikokunkoira ja geneettisen monimuotoisuuden yllätykset

Shikokunkoirille on tehty sama DNA:n monimuotoisuuskartoitus kuin shiboille. Itse asiassa niitä on tutkittu paljon enemmän kuin shiboja eli tällä hetkellä statsit perustuu 243 shikokunkoiraan. Wau! Shikokujen omistajat on olleet todella aktiivisia. Vähän yli puolet niistä on Pohjois-Amerikassa asuvia ja loput eri Euroopan maista. Shiboihin ja akitoihin verrattuna tutkimus on erityisen kiinnostava, koska shikokunkoirista tuskin löytyy vielä monia ’backyard breeding’ -mallisia. Eli ne luultavasti edustavat todella niitä japanilaisia kantakoiria.

Kuvituskuvina shikokunkoiria 1970-luvun japanilaisista valokuvakirjoista, (c) kuvaajansa.

Mä yritin keksiä taas kerran jonkun fiksun ja selkeän tavan esitellä monimuotoisuustutkimuksen idean ja merkityksen. Ja tällä kertaa monimuotoisuusshibat ei tulekaan moikkaamaan! 😮 Vaan…

Monimuotoisuustutkimus = rodun polveutumismääritys

Jep. Eräänlainen. Polveutumismääritys on tutumpi, joten otan sen esimerkiksi. Siinä katsotaan, minkä urosehdokkaan geneettiset markkerit on saman pituisia kuin pennulla puolet markkereista. Kun isämätsi löytyy, niin silloinhan pentu on niiden markkerien lisäksi perinyt myös sen geenit. Sama työkalu on monimuotoisuustutkimuksissa, paitsi että siinä tutkitaan koko rodun tämän hetken tilanne. Yhen isän identiteetin sijaan saadaan tietoa, miten monelta koiralta nykyiset shikokut on markkerinsa perineet. Eli miten sukulaisia ne tosiasiassa on keskenään. Jos kaikilla on samat markkerit, niin silloin ne varmaan on perineet samat geenitkin. Sekä hyvät geenit, jotka saa aikaan toivotut rotuominaisuudet sekä ne terveysasiat, joissa rodulla ei ole ongelmia… mutta myös rikkinäiset geenit, jotka kertyessään alkaa aiheuttaa yhä enemmän ja enemmän ongelmia.

Parempi nimi tutkimukselle vois kyllä olla monimuodottomuuskartoitus.

Käytetyt markkerit todella on samat kuin polveutumismäärityksissä. Perinteisten toistojaksomarkkerien idea on siinä, että ne löytyy kyllä joka koiralta samoista paikoista perimää, mutta eri koirilla ne voi olla eri pituisia. Pituuserot on se, mitä tutkitaan. Eli saman markkerin ”geenimuodot” onkin eri pituuksia. Markkerit tosin ei ole geenejä. Sen takia niissä voi olla mutatoitumista lyhyemmäksi tai pitemmäksi paljon herkemmin kuin mitä oikeat geenit voi mutatoitua. Toisaalta ne ei mutatoidu niin herkästi, etteikö vanhemmilla ja jälkeläisillä yleensä olisi samat markkerien pituudet. Isovanhemmilla ja lastenlapsilla myös. Mä en löytänyt luotettavaa arviota siitä, miten monen sukupolven välein markkerien pituudet muuttuu. Kuitenkin niissä havaitaan roduissa muuntelua, eli sukulinjoja rodun sisällä voidaan tutkia. Ajattelen ite, että rotujen kantakoirat ja rotuunotot ennen kantakirjojen sulkemista, mikäli on olleet eri paikoista kotoisin, on tuoneet rotuun jokainen omat markkerinsa. Ja suurimman osan rodun geeneistä.

Jo joojoo, teknisesti ottaen monimuotoisuustutkimus ei tutki geenejä vaan niitä markkereita. Mutta ainoa järki tehdä tollanen tutkimus ’mitään tekemättömillä markkereilla’ on siinä, että niiden ajatellaan heijastavan muutakin geeniperimää kuten geenejä. Oliko riittävän tieteellisen varovaisesti ilmaistu 😀

Markkereita ja geenimuotoja (ehjiä ja rikkinäisiä) katoaa rodusta koko ajan:

• Joku dramaattinen pullonkaulatilanne, jossa vaikka penikkatauti tappaa kaikki paitsi viisi koiraa, ja rotu rakennetaan uudestaan niistä.
• Joku yksi matadoriuros, joka levittää omat geeninsä/markkerinsa melkein kaikkiin uuden sukupolven pentuihin, jotka levittää niitä eteenpäin jne.
• Ylipäänsä suljetussa koirarodussa kuluva aika, koska vain pieni osa koirista siirtää geenejä/markkereita eteenpäin per sukupolvi.
• Ja tietenkin jalostus, jossa vain tietynlaisten koirien annetaan siirtää geenejä ja markkereita seuraavaan sukupolveen. Tällä tavalla rotuun on vakiinnutettu hyviä rotuominaisuuksia tuovat geenimuodot. Jos semmosen geenin vieressä sijaitsee markkeri, niin sehän vakiintuu siinä mukana. Samalla on puhtaaksijalostettu* joitain vikoja. Ja saatu siinä sivussa rikastumaan piileviä rikkinäisiä geenejä. *Opin sanan lonkkien kirjainsysteemin 1960-luvulla kehittäneeltä professori Saki Paatsamalta:

[…]jonka saamme harrastamastamme pakkovalinnasta. Eroa ei ole sillä, viljelemmekö puhdasrotuisia vai sekarotuisia. Täysin terveitä vanhempia ei löydy, vaikka hakisi mistä maailman kolkasta tahansa. Esim. meillä tyypillisimmät pystykorvaiset rakit ovat iät ajat kärsineet polvilumpion sijoiltaan menoista, häntämutkista, salakiveksisyydestä ja synnytysvaikeuksista. Nykyaika on toki puhtaaksiviljellyt joitakin vikoja ja muuttuneissa ruokinta- ja kasvuolosuhteissa on hankittu joitakin uusia. […]

Liittyykö INU-nimiset markkerit japanilaisiin inuihin?

Mielenkiintoinen sivujuonne! Koska asian juurelle etsiytyminen auttaa usein selkiyttämään, mistä on kyse. Markkereilla on mitä mystisimpiä nimiä. Useimpien nimet viittaa ilmeisesti siihen tutkimusryhmään, joka ko. markkerin on alkujaan raportoinut. Esim. monet markkerit on nimeltään AHT[numero], ja AHT on tosiaan ollut lyhenne nimestä Animal Health Trust, todella iso eläingenetiikan toimija takavuosina. Mutta entä INU:t? Inu on japaniksi koira. Ja mitäs löytyykään… INU-markkerit on nimennyt ja raportoinut japanilainen tutkimusryhmä. Siitä voisi kehitellä International Nihon Universityn, mutta oon myös 100% varma, että sanaleikki on laitettu tarkotuksella. Selkiytyikö mikään, sitä en tiedä.

Onko kaikilla nykyshikokuilla samat markkerit ja geenit ja geenivirheet?

Vihdoinkin itse asiaan. Tutkimuksessa on katottu 33 eri toistojaksomarkkeria. Koiralla on 38 tavallista kromosomia (kaikki ne tuplana tietty, koska yks kappale jokaista tulee emolta ja toinen isältä) sekä sukupuolikromosomit XX tai XY kuten ihmisilläkin. Nuo markkerit sijoittuu laajasti eri kromosomeihin mutta ei riitä ihan jokaiseen. Vastinkromosomit vaihtaa sukusolujen muodostuessa keskenään osia, joten kantakoiran markkeri ei tarkota, että se koko kromosomi geeneineen olisi yhä identtinen kuin sillä kantakoiralla. Shikokunkoirilla on löytynyt eri markkereiden kohdista eri pituisia versioita seuraavasti:

Vain kolmea eri pituutta (6 eri markkerikohtaa)

Neljää erilaista (9 eri markkerikohtaa)

Viittä erilaista (7 eri markkerikohtaa)

6-8 erilaista (11 eri markkerikohtaa, lukemaa nostava ”löytö” tosin on voitu tehdä vain yhdestä koirasta)

Noilla samoilla markkereilla tiedetään olevan (keskiarvona) 17 eri pituusversiota per markkeri, kun shikokuilla keskiarvoksi tulee 5.

Sekin on jo alhainen, mutta lisäksi –

Noita erilaisia ei todellakaan löytynyt rodusta tasaisia määriä. Päinvastoin, kymmenen markkerin kohdalla jonkun yksittäisen markkeriversion yleisyyslukema on ollut välillä 0.7-0.9, kun lukema 1 tarkottaisi, että kaikilla koirilla rodussa olisi pelkästään sitä.

12 markkerin kohdalla yksittäisen version yleisyyslukema on ollut 0.5-0.6.

Lopuissa ykkösvoittajan lukema on 0.3-0.4, paitsi yhessä 0.2 jotain.

Ei tämä mun silmään kovin monimuotoiselta näytä. Jos markkerit on noin monella samanlaiset niin onko sitten muutkin geenit. Myös ne piilevät huonot.

Tutkimuksen raportin lopputoteamat on, että shikokuissa on jäljellä vain 29% markkerimuuntelusta, mitä rotukoirissa voisi olla ja että shikokujen geneettinen monimuotoisuus on kaikkien tuolla testattujen rotujen alhaisimpia. Samaa tasoa on olleet pinseri ja erikoinen shilohinpaimenkoira. Vapaasti lisääntyvien kyläkoirien markkerivalikoimasta shikoku-rodussa on vain 18%.

Äärimmäinen rotumarkkeri?

Yks noista kiinnittää heti huomion, koska yleisimmän version frekvenssi on huikeat 0.963. Eli lähes kaikilla shikokuilla on pelkästään sitä. Miksi?? Oliko kaikilla kantakoirilla tuo sama ja onko sen vieressä jotain, mikä tekee shikokusta shikokun? Käydään katsomassa missä markkeri AHTh171-A sijaitsee.

Sijainti näyttää olevan kromosomi 6. Primerin lähistöltä löytyy useita perusmetaboliaan liittyviä proteiineja, joilla lienee merkitystä vain solulle eikä rodulle. Mutta sieltä löytyy myös yks kiinnostavan kuuloinen, nimittäin zona pellucida glycoprotein 3. Siittiöitä munasolun pintaan sitova proteiini! Ehkä shikokunartut tarttee tollasen just tietynlaisena, koska shikoku-urosten tollot siittiöt ei muuten meinaa löytää kohteeseen? xD

Shiboillakin on kyllä ollut tuo sama todella yleinen frekvenssillä 0.826. Akitoilla sen sijaan ei.

Entä immuunijärjestelmän geenit?

Reffaan edelliseen postaukseen, jossa nämä on yritetty avata. Tältä geenialueelta pitäisi löytyä enemmän eroja yksilöiden väliltä kuin mistään muualta. Geenialue yhdistyy epämääräisellä tavalla allergioihin ja autoimmuunisairauksiin.

Shikokujen lukemat. DLA I -geeni: 8 erilaista havaittu, DLA II -geeni: 10 erilaista havaittu. Mutta näissä sama ilmiö kuin edellisissä markkereissa, eli suurimmalla osalla shikokuista on samat yleisimmät. Yleisin on kombo 1133 (DLA I)/2077 (DLA II) ja toiseksi yleisin 1191/2018. Näiden yleisyyslukemat on 52% ja 18%, respektiivisesti. En ole varma, miksi tässä frekvenssit ilmaistaan prosentteina. Mun mielestä kyseessä on yhä havaittu yleisyys kaikkien koirien geenipaikoissa (joita on yhteensä 2 x testattujen koirien lukumäärä).

Mutta rodussa on myös kolmen muun version pienehkö mutta tasainen vähemmistö! Eli sekä DLA I:stä että DLA II:sta on shikokuilla olemassa kolme muutakin versiota, joista jokaisen yleisyysprosentti on suunnilleen 10. Eikä siinä vielä kaikki…

Shikokunkoirissa uniikkia DNA:ta!

DLA I:n osalta nuo kolme ’isoa vähemmistöä’ sekä yks vielä harvinaisempi on niin ainutlaatuisia, ettei samoja ole havaittu vielä missään muussa testatussa rodussa (36 rotua tällä hetkellä). Ei edes shiboissa eikä kummassakaan akitassa.

DLA-versioiden määritys ei oikeasti kerro DLA-geenien toiminnasta, mutta ainahan voi pohtia, että onko shikokuihin aikoinaan kehittynyt immuunipuolustukseen jotain hyödyllistä, mikä on suojannut niitä paikallisilta olosuhteilta. Tai kolikon kääntöpuoli, mitä jos nuo on jotain haitallisia versioita, jotka on jo karsiutuneet muista roduista pois. Tai tylsin vaihtoehto, käytännössä vaikutusta ei ole mihinkään suuntaan.

Mutta se on selvää, ja mainitaan tuolla raportissakin, että jos nuo versiot ja niihin linkittyvät geeniversiot menetetään shikokunkoirista, niin niitä ei saada enää muiden [ainakaan tuolla testattujen] rotujen avulla takaisin.

Shikokujen yhteys shiboihin

Mitä jäi käteen?

Tulokset oli varmaan aika lailla samat, mitä odottaa saattoi. Pienilukuinen rotu pullonkaulahistorialla: samat markkerit (ja oletettavasti myös geenit) suurimmalla osalla. Mutta noita harvinaisempia sentään rodussa vielä on. Enemmän kuin mä ajattelin. Silloin voi olla myös harvinaisena ehjiä geenejä ja erilaista DNA:ta immuunijärjestelmän alueelle, minkä pitäisi boostata sen järkevää toimintaa. Shikokujen tilanne ei ehkä selkeesti oo vielä hanskat tiskiin ilman roturisteytystä -tason toivoton. Lisäksi tossa raportissa sanotaan, että kasvattajat on tehneet hyvää työtä ja antaneet uusille pennuille sitä geneettistä muuntelua mitä annettavissa on ollut (lue = vältetty paperilla näkyvää sisäsiitosta).

The virallisessa raportissa on muutakin populaatiogenetiikan dataa selitettynä auki. En osaa/muista noita ite kovin hyvin, joten ohjaan sinne.