Генетика 04/07/2019

"Сказка о Пенетрантности или почему больные собаки не болеют. сочинил С.Н. Белякин, к.б.н., директор по науке в компании «ВетГеномика» В школьной биологии нам рассказывали про законы Менделя, про рецессивность и доминантность генетических признаков, про гомозиготы и гетерозиготы. Как правило, на этом генетическое образование заканчивается, вследствие чего у большинства людей создается впечатление, что в генетике больше ничего и нет – все объясняется комбинаторикой и теорией вероятности. Во многих случаях это так и есть, однако существует множество исключений, с которыми часто сталкиваются люди, занимающиеся селекцией и разведением собак, кошек или других домашних животных. В таких случаях возникает законное недоумение: почему животное, гомозиготное по мутации, связанной с развитием какого-то заболевания, не проявляет никаких признаков этого заболевания и проживает долгую и счастливую жизнь? Побочным продуктом этого вопроса может стать недоверие к результатам генетических тестов, а может доходить и до разочарования в генетике как таковой: зачем все это учитывать, если в итоге все равно ничего невозможно предсказать? Попробуем разобраться, почему возникают такие исключения? Рассмотрим жизненный пример. У породы Вельш Корги Пемброк очень распространена мутация в гене SOD1, связанная с развитием у собак заболевания, называемого дегенеративная миелопатия. Это заболевание развивается в преклонном возрасте и проявляется как медленно распространяющийся паралич, начинающийся с задних конечностей. У Пемброков распространенность этой мутации достигла угрожающих масштабов, однако ни владельцы, ни заводчики не спешат бить тревогу. Объяснение этому простое: их собаки попросту не болеют дегенеративной миелопатией, даже если по генетическим тестам они гомозиготы по мутации. На самом деле, это не совсем так – в этой породе признаки миелопатии все-таки проявляются примерно у 5% гомозигот по мутации в гене SOD1, в то время как у других пород собак гомозиготы заболевают с гораздо большей частотой. Как тут не задуматься, может генетики что-то намудрили или в лабораториях массово плодят ложные результаты? На самом деле для описанной ситуации существует специальный генетический термин, до которого не доходят в школьной программе. Этот термин – пенетрантность. Пенетрантность определяет долю гомозиготных особей, у которых мутация фактически проявляется. Таким образом, пенетрантность мутации в гене SOD1 у Вельш Корги Пемброков составляет всего 5%, в то время как в среднем у разных пород эта величина составляет около 60%. Как же такое возможно? Причины могут иметь различную природу. Некоторые заболевания провоцируются внешними факторами, достаточно сменить питание или образ жизни и значение пенетрантности изменится. Во многих случаях на проявление мутации могут оказывать влияние другие гены. Очевидно, именно генетическими особенностями породы объясняется низкая пенетрантность мутации в гене SOD1 у Пемброков. К сожалению, какие именно гены приводят к снижению пенетрантности этой мутации у Пемброков в настоящее время неизвестно, а, следовательно, проводить осознанную селекцию для закрепления этого признака пока практически невозможно. Тем не менее, исследования в этом направлении ведутся, и недавно была опубликована статья, в которой были обнаружен генетический вариант, усиливающий проявление дегенеративной миелопатии у Пемброков. Наличие этого варианта у собак, гомозиготных по мутации в гене SOD1, повышало ее пенетрантность в 10 раз. Открытие этого варианта позволяет надеяться, что после дополнительного изучения можно будет разработать на него генетический тест и использовать его при разумном разведении. Описанная выше ситуация далеко не уникальна, мутации с неполной пенетрантностью характерны и в случае других наследственных заболеваний, например, пенетрантность мутации в гене SLC2A9, связанной с развитием мочекаменной болезни у собак, практически равна нулю у Русского Черного Терьера. Эта мутация довольно часто выявляется в этой породе, однако гомозиготы практически никогда не страдают от мочекаменной болезни. Следует отметить, что неполная пенетрантность может быть не только у рецессивных, но и у доминантных признаков, например, в случае синдрома SPAID у Шарпеев. Этот комплексный синдром носит доминантный характер и проявляется не только у гомозигот по мутации в гене MTBP, но и у носителей этой мутации. У гомозигот симптомы SPAID выявляются в 75% случаев, у носителей – в 53%. В случаях с неполной пенетрантностью уместно говорить о генетической предрасположенности к развитию того или иного заболевания. При этом пример Пемброков, подробно разобранный выше, говорит о том, что значение пенетрантности может существенно варьироваться в зависимости от многих генетических факторов, большинство из которых пока неизвестны. На практике это означает, что при случайном закреплении в породе такого фактора пенетрантность мутации может увеличиться во много раз. Поэтому пренебрегать существующими тестами не стоит, даже если они не обладают абсолютной предсказательной силой. Эту информацию необходимо учитывать при проведении разумного разведения для снижения частоты встречаемости мутаций, для которых доказан повышенный риск развития наследственных заболеваний"

Последние статьи

Даня

26/06/2019