Siirry sisältöön

Avainsana: kokomarkkerit

Julkaistu Kommentoi Miksi olet niin pieni, mameshiba?
Mameshiba (oikealla) on aikuisena noin kymmenen senttiä tavallista shibaa matalampi. Kuva © 2021 Lyu, Feng, Zhu, Ren, Dang, Irwin, Wang and Zhang (Whole Genome Sequencing Reveals Signatures for Artificial Selection for Different Sizes in Japanese Primitive Dog Breeds)

Mameshibaksi kutsutaan shiban pienikokoista muunnosta (mame = papu, viittaus pienuuteen), jota tavataan lähinnä Japanissa. Mameshiboja pidetään kiistanalaisina monella tavalla: kasvatus viis veisaa shiban rotumääritelmän säkäkorkeudesta, ja pienikokoisuuteen pyrkiminen voi johtaa siihen, että jalostusvalinnoissa sivuutetaan muita tärkeitä asioita. Mameshiban suosio perustunee siihen, että pieni on söpöä. Shibojen alkuperäinen ja tärkein rotujärjestö Japanissa (NIPPO) on erikseen linjannut, ettei tunnusta mameshibaa shibaksi. Ainoa mameshiboja Japanissa rekisteröivä järjestö on The Kennel Club of Japan (KCJ), jota ei tule sekoittaa FCI:n alaiseen Japan Kennel Clubiin (JKC).

Mameshiboja koskeva konekäännös NIPPO:n nettisivulta.

Miten mameshiba eroaa geneettisesti tavallisesta shibasta?

Tämän blogipostauksen varsinainen aihe on uusi tutkimusjulkaisu, jossa on vertailtu mameshibojen ja normikokoisten shibojen genomeja. Lähtökohtana on ollut oletus, että mameshiba on sinänsä rotupuhdas shiba, jolloin eroavaisuudet geeneissä voisivat selittää nimenomaan kokoeroa. Huomioita tutkimuksesta:

  • Tutkimus on kiinalais-kanadalainen yhteistyö, ja julkaistu Frontiers in Genetics -tiedelehdessä, joka on ok-tasoinen lehti (vaikuttavuuskerroin neljän pintaan).
  • Tutkimuksessa mameshibaa kutsutaan omaksi alkuperäisrodukseen, mikä käy ilmi jo otsikosta "Whole Genome Sequencing Reveals Signatures for Artificial Selection for Different Sizes in Japanese Primitive Dog Breeds". Lukiessa tulee muutenkin vaikutelma, etteivät tutkijat ehkä ole olleet järin kiinnostuneita koirista tai roduista - kiinnostavaa on ollut shiban ja mameshiban kokoero, josta todella saa hyvän tutkimusidean kokogeenien etsintään.
  • Tutkimuksessa on otettu verinäytteet 59 normishibasta ja 35 mameshibasta. Näistä on sekvensoitu perimät (=selvitetty DNA:n emäsjärjestyksen kirjaimet) ja etsitty selkeitä eroja normishibojen ja mameshibojen välillä. Selkeä ero = jokin versio tietystä perimän kohdasta on rikastunut ja yleistynyt mameshiboissa jalostusvalinnan takia. Tuloksia on analysoitu useilla populaatiogenetiikan työkaluilla, jotka menevät tässä yli aiheen ja bloginpitäjän arviointikyvyn. Tutkimus on läpäissyt asiantuntijoiden vertaisarvioinnin hyvään lehteen, joten pitäkäämme geenituloksia luotettavina. Vakuuttavuutta lisää useiden eri analyysimenetelmien rinnakkainen käyttö.
  • Selkeitä eroja on todella löytynyt 12 perimäalueelta. Toisin sanoen tämä tutkimus on havainnut (jalostus)valintaan viittaavia alueita DNA:ssa, joissa tietynlainen versio on alkanut yleistyä mameshiboissa verrattuna normishiboihin. Kuvittele, että kasvattaisit pelkkiä bläkkärishiboja valtavalla koiramäärällä - tällöin mustien jalostuskoirien suosiminen aiheuttaisi tietenkin sen, että koirissasi alkaisi yleistyä mustan värin aikaansaava geeniversio. Sama on tapahtunut pienten mameshibojen kasvatuksessa, paitsi että kokoon vaikuttaa useampi kuin yksi geeni.
  • Tutkimustapa ei ole "geenintarkka", mutta koiran perimän tietokannasta voidaan katsoa näitä alueita tarkemmin.
  • Havaituille perimäalueille osuu yhteensä yhdeksän tunnettua geeniä, joista vain yksi (PRDM16) on aikaisemmin yhdistetty kokovaihteluun nisäkkäillä mutta ei vielä koirilla.
  • Jo aiemmin tunnetuista "koirien kokogeeneistä" tutkimus havaitsi kolme mätsäävää perimäaluetta (joilta löytyvät geenit IGF1, SMAD2 ja LCORL, tuttuja MyDogDNA-profiileista), mutta ero ei ollut näiden osalta yhtä selkeä (ts. vain kaksi kolmesta analyysimenetelmästä havaitsi ne). Tulkinta: nämäkin geenit voivat selittää mameshiban pienuutta, mutta niiden vaikutus ei ole ollut ratkaiseva.
"Onpas monimutkaista!"

Lyhyt versio: tutkimuksessa löydettiin merkkejä geneettisistä jalostusvalintaeroista normishiban ja mameshiban välillä. Erot saattavat liittyä yhdeksään tunnettuun geeniin, joita voidaan pitää nyt uusina ehdokkaina koirien kokogeeneiksi. Tarkempia lisätutkimuksia näistä geeneistä on todennäköisesti tulossa lähivuosina. Populaatiogenetiikkaan perehtyneiden kannattaa tarkastella enemmän raakadataa. Tutkimuksessa ei ainakaan suoraan mainita, että mikään mameshiboissa selkeästi yleisempi perimän versio (eli oletettu kokogeenimuoto) löytyisi vain mameshiboilta mutta ei lainkaan normishiboilta. Koska mameshiban pienikokoisuus voi hyvinkin piillä useissa eri geeneissä, tavallisen kokoisille shiboille tuskin syntyy pennuksi varsinaista mameshibaa, ja poikkeava koko selittyy ennemmin kasvuhäiriöllä tai sairaudella.

Lähteitä ja luettavaa

Whole Genome Sequencing Reveals Signatures for Artificial Selection for Different Sizes in Japanese Primitive Dog Breeds (Lyu ym., 2021) https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34335687/

Julkaistu Kommentoi 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.    

Shibalenkin suurin uros ja pienin narttu. Painoeroa noin kymmenen kiloa. Kokoero on myös osa shiballe tärkeää sukupuolileimaa. Kuva: Jouko Reponen

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. 

Koirien kokomarkkereita. Markkerin alkukantainen muoto on yhdistetty suureen kokoon, johdettu muoto pienikokoisuuteen. Kaikkia kokoon vaikuttavia geneettisiä tekijöitä ei ole vielä löydetty.

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.        

Geenitestattujen shibojen kokomarkkerituloksia MyDogDNA-tietokannassa. "Sinisyys" viittaa johdettuihin muotoihin, jotka yhdistetään pienempään kokoon. Mittaustulokset ovat omistajien itse merkitsemiä.

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.

Oikealla aikuinen mameshiba. Kuva © 2021 Lyu, Feng, Zhu, Ren, Dang, Irwin, Wang and Zhang (Whole Genome Sequencing Reveals Signatures for Artificial Selection for Different Sizes in Japanese Primitive Dog Breeds)

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