Ученые успешно нанесли на карту эпигеном собаки, открыв дверь к лучшему пониманию того, как факторы окружающей среды влияют на их генетическое выражение, а также на наше.
Эпигенетика — это исследование того, как поведение и окружающая среда вызывают изменения в том, как работают гены. В отличие от генетических изменений, эпигенетические изменения обратимы и не изменяют последовательность ДНК, но могут изменить то, как тело читает последовательность ДНК.
Из-за ускоренных биологических часов собак и более короткой продолжительности жизни по сравнению с людьми они могут действовать как дозорные, быстрее реагируя на факторы риска окружающей среды и предупреждая нас о потенциальных опасностях. Но, несмотря на наши очень давние отношения с лучшим другом человека, у нас нет эталонного эпигенома для собак.
Это несколько разочаровывает, учитывая, что у нас так много общего — окружающая среда, диета, образ жизни и контакт с инфекционными агентами — что может повлиять на то, как эти вещи влияют на собак и на людей генетически.
Теперь исследователи из Сеульского национального университета восполнили этот пробел в знаниях, впервые создав высококачественную справочную карту эпигенома собаки, предоставив средства для исследований геномики и сравнительных исследований с людьми и другими видами.
Ученые сосредоточились на одной породе — бигль — и внимательно изучили 11 основных тканей собаки: мозг (головной мозг и мозжечок), молочную железу, легкие, печень, желудок, селезенку, поджелудочную железу, почки, толстую кишку и яичники.
Затем они использовали собранные генетические данные для создания функциональной аннотации генома, отмечая определенные особенности в последовательностях ДНК, РНК или белка с описательной информацией о структуре или функции.
Они сравнили эпигеном собаки с существующими эпигеномами человека и мыши. Благодаря своей работе, которую они назвали EpiC Dog (каталог эпигенома собаки), исследователи обнаружили консервативные и динамические функциональные характеристики, общие для разных тканей и видов.
В частности, было обнаружено, что эпигеном собаки больше похож на эпигеном человека, чем у мыши, что предполагает сходство в том, как гены регулируются, что имеет значение для здоровья и болезней человека.
«Эта новаторская карта эпигенома может быть широко использована для изучения различных пород собак, изучения механизмов рака и болезней, проведения сравнительных исследований между видами и внесения значительного вклада в развитие науки о жизни человека», — говорят ученые.
Интересно, что согласно исследованию, естественные раковые заболевания собак обладают поразительным сходством с их человеческими аналогами.
Исследование показало, что у нас есть 18 общих «горячих точек» генетических мутаций, которые, вероятно, являются причиной рака. Открытию этого совпадения между людьми и собаками может помочь работа исследователей.
Кроме того, EpiC Dog, безусловно, принесет большую пользу ветеринарам, которые лечат наших четвероногих друзей.
«Наша работа также является важной вехой для фундаментальных исследований в области ветеринарии», — сказал профессор Джей-Йоэль Чо, автор исследования. «Этот прорыв позволяет исследователям понять влияние эпигенетических модификаций на экспрессию генов и открывает новые возможности для изучения основных механизмов сложных заболеваний, продвижения ветеринарной диагностики, терапии и подходов к персонализированной медицине для собак».
Ученые планируют улучшить EpiC Dog для дальнейшего развития эпигеномики собак.
Исследование было опубликовано в журнале Science Advances.