doi: 10.15389/agrobiology.2021.2.292rus
УДК 636.7:575.174.015.3
О СОЦИАЛИЗАЦИИ И ГЕНЕТИЧЕСКОЙ ИЗМЕНЧИВОСТИ
ПРИ ДОМЕСТИКАЦИИ (на примере пород собак)
В.И. ГЛАЗКО1, 2, Г.Ю. КОСОВСКИЙ2, Т.В. БЛОХИНА1, А.А. ЖИРКОВА1,
Т.Т. ГЛАЗКО1, 2 ✉
Социальная активность является основой взаимодействия между разными видами в процессе формирования общей ниши, в том числе при доместикации животных. Среди характеристик «доместикационного синдрома» универсальной для разных видов признается повышенная социальная активность (M.A. Zeder, 2017). Предполагается, что некоторые элементы такого повышения обусловлены определенной неотенизацией ряда метаболических путей головного мозга (M. Somel с соавт., 2009). Это хорошо согласуется с данными о связи «доместикационного синдрома» с замедлением клеточной пролиферации нервного гребня (M.A. Zeder, 2015). У человека описан синдром гиперсоциализации (синдром Вильямса-Берена — WBS), связанный с гемиделецией/гемидупликацией области 7q11.23, включающей 25-28 генов, продукты которых критичны для разных функций центральной нервной системы (A. Antonell с соавт., 2010). Обнаружено, что комплекс таких генов находится на хромосоме 6 у псовых, а домашняя собака, рассматриваемая в последние годы как основной модельный объект для изучения генетических механизмов доместикации (E.A. Ostrander с соавт., 2019), отличается от волков присутствием в этой области инсерций транспозонов, повышенного метилирования и пониженной экспрессией генов в этом участке (B.M. von Holdt с соат., 2017, 2018; D. Tandon с соавт., 2019 ). Целью настоящей работы был анализ таких инсерций в области ключевого гена WBSCR17 (6-я хромосома Canis familiaris), ассоциированного с повышенной социальной активностью собак (районы интронов Cfa6.6 и Cfa6.7), у представителей разных пород и межвидовых гибридов с шакалами, а также выяснение присутствия мобильных генетических элементов в этих районах. В результате показано наличие в них последовательностей с высокой гомологией к неавтономному диспергированному ядерному элементу SINEC2A1_CF (94 % гомологии) и к двум участкам эндогенного ретровируса 3, последовательности которого описаны у человека и крупного рогатого скота (около 80 % гомологии). Таким образом, показано увеличение изменчивости по наличию и числу инсерций в районы Cfa6.6 и Cfa6.7 у собак разных пород и гибридов, присутствие в них участков гомологии к эндогенным ретровирусам человека и крупного рогатого скота, а также короткого диспергированного ядерного элемента, видоспецифичного для домашней собаки, — SINEC2A1_CF, несущего гексануклеотид AATAAA, который способствует завершению транскрипции. Полученные данные позволяют предполагать вовлечение ретровирусов при формировании общей ниши в процессе доместикации, что приводит к повышенной изменчивости, способствующей отбору животных с гиперсоциализацией.
Ключевые слова: доместикация, гиперсоциализация, синдром Уильямса-Берена, ретротранспозоны, породы и гибриды собак, общая ниша.
SOCIALIZATION AND GENETIC VARIABILITY AS A DRIVER OF DOMESTICATION (BY THE EXAMPLE OF DOG BREEDS)
V.I. Glazko1, 2, G.Yu. Kosovsky2, T.V. Blokhina1, A.A. Zhirkova1,
T.T. Glazko1, 2 ✉
Social activity is the basis of interaction between different species in the process of common niche forming, including animal domestication. The increased social activity is universal characteristic of the “domestication syndrome” for different species (M.A. Zeder, 2017). It is assumed that some elements of this increase are due to a certain neotenization of a number of brain metabolic pathways (M. Somel et al., 2009). This is in good agreement with the data on the association of "domestication syndrome" with the slowing of neural crest cell proliferation (M.A. Zeder, 2015). The syndrome of hypersocialization (Williams-Behren Syndrome — WBS) in humans has been described, associated with hemideletion/hemiduplication of the 7q11.23 region, which includes 25-28 genes whose products are critical for the activity of various aspects of the central nervous system (A. Antonell et al., 2010). It was found that the complex of such genes is located on chromosome 6 in canids, and the domestic dog, considered in recent years as the main model object for studying the genetic mechanisms of domestication (E.A. Ostrander et al., 2019), differs from wolves in the presence of transposon insertions, increased methylation, and reduced gene expression in this region (B.M. von Holdt et al., 2017, 2018; D. Tandon et al., 2019). The aim of this work was to analyze such insertions in the region of the key gene for increased social activity in dogs WBSCR17 (Cfa6.6 and Cfa6.7) in representatives of different breeds and interspecific hybrids with jackals, as well as finding out the presence of mobile genetic elements in these areas. The detected sequences have high homology to the non-autonomous dispersed nuclear element SINEC2A1_CF (94 % homology) and to two regions of endogenous retrovirus 3 the sequences of which are described in humans and cattle (approximately 80 % homology). Data were obtained on the increased variability of the presence and number of insertions into these areas in dogs of different breeds and hybrids, on the presence of homology sites to endogenous human and bovine retroviruses, as well as a short dispersed nuclear element, species-specific for domestic dogs, SINEC2A1_CF, carrying the hexanucleotide AATAAA which contributes to the completion of transcription. These finding suggest the involvement of retroviruses in the formation of an aggregate niche in the domestication process, which leads to increased variability that contributes to the selection of animals with hypersocialization.
Keywords: domestication, hypersocialization, Williams-Behren syndrome, retrotransposons, dog breeds and hybrids, aggregate niche.
1ФГБОУ ВПО Российский государственный |
Поступила в редакцию |
