基因決定小型犬體型

小型犬品種擁有一種限制其生長的基因變異

對於世界各地的小型犬來說,這是一個重大新聞:研究人員發現了一種將小型犬品種聯絡起來的紐帶,從吉娃娃到博美犬再到北京犬,它們都共享同一種生長激素基因的變體,這種激素稱為胰島素樣生長因子1 (IGF1)。一個研究小組收集了來自數千只犬的DNA樣本,這些犬代表了 100 多個品種,目的是尋找在各種形狀和大小的犬類中共同的遺傳因素。研究人員報告說,事實證明,小型犬都有一段DNA似乎會抑制IGF1基因,從而阻礙它們的生長。

據美國養犬俱樂部稱,犬類的大小差異比任何其他陸地動物都大,僅在美國就有 155 個品種。然而,這項新發現表明,體型差異巨大的玩具貴賓犬和巨大的聖伯納犬之間可能只有相對較少的基因差異。美國國家人類基因組研究所的遺傳學家伊萊恩·奧斯特蘭德 (Elaine Ostrander) 領導了這項新研究,她說:“當你觀察它們的外觀時,你會被它們驚人的變異程度所震撼。你只是預期它會是一個更復雜的故事。”

猶他大學的一個團隊一直在分析葡萄牙水犬的細微遺傳差異,這種犬的體重範圍為 25 到 75 磅。研究人員觀察到,該品種中體型較小的成員在犬類 15 號染色體上靠近IGF1基因的位置有一段相同的DNA片段。IGF1 蛋白對於包括小鼠和人類在內的哺乳動物的生長至關重要,因此奧斯特蘭德的研究小組和其他合作者開始從其他品種收集DNA,以檢視它們是否也具有相同的基因變異。


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奧斯特蘭德說,研究人員在犬展、犬公園以及服從性和敏捷性比賽中採集了狗狗的臉頰拭子和血液樣本——任何可以找到狗狗的地方。他們最終獲得了來自 143 個品種的 3241 只狗的樣本,這些狗的大小範圍從 2 公斤(4 磅)的吉娃娃到 82 公斤(180 磅)的獒犬不等。

利用一系列遺傳標記,奧斯特蘭德實驗室的研究員內森·薩特(也是一隻名為“麥迪”的巧克力色拉布拉多犬的主人)將目標鎖定在IGF1附近的一小段區域,該區域存在十幾種略有不同的形式。

奧斯特蘭德說:“我們在小型犬的所有犬隻中都發現了一個非常特殊的標記。” 該小組在本週的《科學》雜誌上報告說,在來自 14 個品種的 549 只平均體重小於 9 公斤(20 磅)的狗中,有 510 只攜帶了相同形式的IGF1。在體重超過 31 公斤(68 磅)的犬隻中,只有不到 10% 的犬隻擁有相同的變異;相反,它們中的大多數都具有其他兩種變異中的一種。

奧斯特蘭德說:“這對我們來說真的很令人驚奇,因為它告訴我們這個基因真的是一個主調節器。” 她說,小型犬品種的變異可能抑制了IGF1和其他導致大型犬品種生長的基因,並補充說小型犬血液中的IGF1較少。

她說,這並不意味著飼養員可以透過將小型IGF1變異替換為另一種變異來創造出 200 磅的吉娃娃,因為多種基因共同作用來塑造一個品種的特徵,包括其大小。研究人員報告說,一些較小的犬具有在較大品種中發現的IGF1變異,反之亦然。例如,羅威納犬攜帶小型犬品種的變異。

奧斯特蘭德說,只有少數基因足以決定體型等特徵是合理的,因為所有犬種都屬於同一物種,Canis familiaris,而且大多數是在過去三個世紀形成的。

奧斯特蘭德說,透過識別其他犬類控制體型以及腿長和頭部形狀等特徵的基因,研究人員可能會更多地瞭解人類及其最好的朋友的生長及其疾病(尤其是癌症)。她指出,患有某些形式的IGF1的人更容易患前列腺癌。“我們還不知道它能做什麼。”

研究人員表示,由於他們研究的一些品種相對無關,IGF1可能在犬類體型中發揮了很長時間的作用。家犬至少在 15000 年前起源於灰狼。研究小組在俄羅斯東部發現了 14000 至 15000 年前類似大丹犬的犬類遺骸。來自中東和歐洲的遺骸,可追溯到 10000 至 12000 年前,與小型梗犬相似,這向研究人員表明,小型品種變異的原始版本早在那時就已存在。

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