Krowy DNA odczytane
Paweł Szablewski | 2009-05-06
Krowa, jedno z najważniejszych zwierząt w naszej historii, wykorzystywane jako zwierzę zaopatrujące nas w mięso i mleko, pociągowe, obecnie najliczniej hodowany przeżuwacz na świecie, doczekał się odczytania swojego DNA.
Udomowienie bydła domowego (Bos taurus) nastąpiło około 8-10 tysięcy lat temu na Bliskim Wschodzie. Cenione za możliwość produkcji mięsa i mleka z pospolitej roślinności. Od tego czasu wyodrębniono z niego około 800 ras, a jego całkowita populacje szacuje się na 1,3 miliarda osobników. Dla porównania drugie pod względem liczebności zwierzęta gospodarskie świnie i owce szacowane są na około 1 miliard osobników. Jako protoplastę europejskich ras wymienia się tura (Bos primigenius), który do XVI wieku żył jeszcze w lasach Polski. Przyjmuje się, że ostatni osobnik w naszym kraju zginął z rąk kłusownika w 1627 roku w Puszczy Jaktorowskiej na Mazowszu.
Prace międzynarodowego zespołu ponad 300 badaczy z 25 krajów badaczy zajmujących się sekwencjonowaniem DNA krowy koordynował Richarda Gibbsa ze Szkoły Medycznej Baylora w Houston w Teksasie. Jako wzorzec genetyczny do prac wykorzystano krowę rasy Hereford o imieniu L1 Dominette 01449. Jądrowy materiał genetyczny rogacizny jest długości około 3 miliardów par zasad czyli podobnie jak ludzki, ale upakowane jest w 30 parach chromosomów, u człowieka jest ich 23 pary. Natomiast szacunkowo zawierają one mniej genów bo około 22 tysięcy, dla ludzi przyjmuje się około 30 tysięcy. Z pośród tego 1217 genów jest typowych dla ssaków łożyskowych, a około 1000 nie ma swoich odpowiedników u ludzi. Za to w 80% jest on zbieżny z naszym genomem, to więcej niż u zwierząt laboratoryjnych takich jak mysz czy szczur. Dla 14 tysięcy genów znaleziono już odpowiedniki u innych zwierząt. Najwięcej różnic w genach w porównaniu z innymi ssakami dotyczy działania układu rozrodczego, odporności, układu trawiennego, produkcji mleka. Całe DNA charakteryzuje się w porównaniu z innymi ssakami dużym zróżnicowaniem, jest w nim wiele fragmentów wielokrotnie popowielanych oraz poprzemieszczanych w różne rejony. Elementy te są podatne na występowanie zmian (mutacji) i działanie procesów ewolucyjnych. Jak twierdzą badacze taka budowa DNA tworzy z krowy fabrykę zmian ewolucyjnych, zwłaszcza na poziomie regulacji działania poszczególnych genów. Stąd może zaskakująco wysoka zmienność wewnątrz ras krów. Badając ponad 37 tysięcy lokacji w genomie, u 497 krów z 19 ras ich zmienność określono na poziomie porównywalnym do ludzkiej, mimo, że gatunek ten podlega silnej presji selekcji i krzyżowania na najlepsze osobniki pod względem użytkowym.
Szczególnie silnym zmianom ewolucyjnym poddanych był 71 genów z czego 10 związanych jest z działaniem układu odpornościowego. Stąd u krów jest naturalna silna ochrona przeciwbakteryjna. Ich geny kodują między innymi białka o właściwościach naturalnych antybiotyków beta defensyny i katelicydynę. Inny gen związany z produkcją lizozymu (białka enzymatycznego mającego zdolność rozkładania ścian komórkowych bakterii) ma wiele powielonych kopii. Białko to występuje jako forma obrony przed bakteriami także u ludzi w ślinie, we łzach. Natomiast u bydła zlokalizowane jest głównie w trawieńcu. To ostatnia część olbrzymiego żołądka przeżuwaczy, zajmująca się trawieniem hodowanych w pozostałych komorach bakterii. Równie bogate w geny związane z produkcją związków antybakteryjnych są elementy genomu uczestniczące w produkcji mleka.
Bydło związane jest także z rozprzestrzenianiem groźnych dla ludzi chorób miedzy innymi gruźlicy, trądu czy gąbczaste zwyrodnienie mózgu (choroba Creutzfeldta-Jakoba). Jako organizmy genetycznie modyfikowane mogą służyć także jako fabryki cennych leków dla ludzi, wytwarzanych razem z mlekiem. Dlatego ważne jest aby dobrze poznać funkcjonowanie tego gatunku nie tylko pod względem użytkowym ale i możliwości zwalczania groźnych dla ludzi schorzeń.
Źródło:
- nature.com, 23.04.2009r., Bovine basics,
- eurek alert.org, 23.04.2009r., What makes a cow a cow? Genome sequence sheds light on ruminant evolution,
- Science Now Daily News, 23.04.2009r., Mooove Over Humans, the Cow Genome is Here.
Komentarze
:) | 2010-02-16 14:36:56
wow!