حکیم مهر: دانشمندان سرانجام از رازی چند دهه‌ای در ارتباط با رنگ پوست سگ‌ها و ژنتیک آنها پرده برداشتند.
به گزارش حکیم مهر به نقل از آنا، دانشمندان معمای وراثت الگو رنگ پوست سگ‌ها را کشف کرده‌اند. محققان دریافتند که واریانس ژنتیکی که موجب پوشش بسیار سبک در سگ‌ها و گرگ‌ها شده بیش از ۲ میلیون سال پیش از یکی از اقوام منقرض‌شده گرگ مدرن منشاء گرفته است.
وراثت الگوهای مختلف رنگ پوست سگ برای چندین دهه بحث‌برانگیز بوده است. سرانجام محققانی از جمله توسو لیبTosso Leeb) ) از مؤسسه ژنتیک دانشگاه برن توانستند این معما را حل کنند. آنها نه تنها نحوه کنترل ژنتیکی الگوهای رنگ پوست را روشن کردند بلکه دریافتند که رنگ پوست روشن در گرگ‌های قطبی سفید و بسیاری از سگ‌های مدرن به دلیل گونه‌ای است که مدت‌ها پیش منقرض شده است.
این مطالعه به تازگی در مجله علمی نیچر منتشر شده و برای جانورشناسان بسیار جالب توجه بوده است.
دو رنگدانه و یک «کلید» برای رنگ تمام پوست‌ها
گرگ‌ها و سگ‌ها می‌توانند دو نوع رنگدانه متفاوت ایجاد کنند، رنگ سیاه که ایوملانین نامیده می‌شود به همراه زرد، فوملانین. تولید دقیق این دو رنگدانه در زمان مناسب و در محل مناسب روی بدن باعث ایجاد الگوهای رنگی متفاوت پوستی می‌شود.
قبل از این تحقیق، ۴ الگوی مختلف در سگ‌ها تشخیص داده شده و چندین نوع ژنتیکی نیز نظریه‌پردازی شده بود که باعث ایجاد این الگوها می‌شد. با این حال آزمایش ژنتیکی این گونه‌ها در هزاران سگ نتایج متناقضی به همراه داشت که نشان می‌دهد دانش موجود در مورد وراثت الگوهای رنگ پوست ناقص بوده و کاملاً صحیح نیست.
در طول شکل‌گیری رنگ پوست، پروتئین موسوم به سیگنال‌دهی آگوتی (agouti signaling protein) به عنوان کلید اصلی بدن برای تولید فئوملانین زرد تلقی می‌شود. در صورت وجود پروتئین سیگنال‌دهی آگوتی، سلول‌های رنگدانه ممکن است فوملانین زرد را سنتز کنند.
اما اگر پروتئین سیگنال‌دهی آگوتی وجود نداشته باشد، اوملانین سیاه تشکیل می‌شود. توسو لیب توضیح می‌دهد: «ما اوایل متوجه شدیم که عوامل ژنتیکی باید منشأ میزان تولید پروتئین را تعدیل کرده و منجر به افزایش یا کاهش مقدار پروتئین سیگنال آگوتی شود.»
تحقیقات نشان داده است یک رنگ مجزا در پوست سگ‌ها وجود دارد
یک الگوی رنگ پوست مجزا
ژن پروتئین سیگنال‌دهی آگوتی دارای چندین محل شروع برای خوانش اطلاعات ژنتیکی است که به آنها پروموتر گفته می‌شود. سگ‌ها از یک سؤ دارای پروموتر شکمی هستند که وظیفه تولید پروتئین سیگنال‌دهی آگوتی را در شکم بر عهده دارد. از طرف دیگر دارای پروموترهای اضافی مخصوص چرخه مو هستند که در مراحل خاص رشد مو تولید پروتئین سیگنال‌دهی آگوتی را بر عهده دارد و تشکیل موهای نواری را امکان‌پذیر می‌سازد.
حال برای اولین بار محققان این ۲ عامل را در ۱۰۰ ها سگ به طور دقیق مشخص کردند، آنها ۲ نوع پروموتر شکمی را کشف کردند. یکی از انواع آن، تولید مقدار طبیعی پروتئین سیگنال‌دهی آگوتی را منتقل می‌کند. نوع دیگر فعالیت بیشتری دارد و باعث تولید میزان بیشتری پروتئین سیگنال‌دهی آگوتی می‌شود. محققان حتی ۳ نوع مختلف از پروموترهای مخصوص چرخه مو را شناسایی کرده‌اند.
این مسئله نشانگر یافته‌های جالبی است که نشان می‌دهد انسان‌های امروزی نسبت کمی از DNA خود را از نئاندرتال‌های منقرض‌شده حمل می‌کنند
محققان در مجموع ۵ ترکیب مختلف را شناسایی کردند که باعث ایجاد الگوهای رنگی متفاوت در سگ‌ها می‌شود. لیب می‌گوید: «کتاب‌های درسی دانشگاهی باید بازنویسی شوند زیرا ۵ رنگ سگ به جای ۴ الگوی مختلف که قبلاً در سگ پذیرفته شده بود وجود دارد.»
دانش جدید و غیرمنتظره‌ای در مورد تکامل گرگ‌ها
از آنجایی که امروزه بسیاری از ژنوم‌های گرگ‌های مناطق مختلف روی زمین در دسترس عموم قرار گرفته است، محققان بیشتر بررسی کردند که آیا انواع ژنتیکی شناسایی‌شده برای گرگ‌ها نیز وجود دارد یا خیر. این تجزیه‌وتحلیل‌ها نشان داد که انواع مختلف مؤلفه‌های فعال از تقریباً ۴۰ هزار سال پیش در گرگ‌ها وجود داشت.
به احتمال زیاد این واریانس‌های ژنتیکی سازگاری گرگ‌ها با رنگ پوست روشن‌تر را در محیط‌های پر برف در دوران یخبندان گذشته تسهیل کرده است. امروزه گرگ‌های کاملاً سفید قطبی و گرگ‌های رنگ روشن در هیمالیا هنوز این گونه‌های ژنتیکی را حمل می‌کنند.
مقایسه بیشتر توالی ژن‌ها با سایر گونه‌های خانواده کانیداها نتایج بسیار شگفت‌انگیزی به همراه داشت. محققان توانستند نشان دهند که واریانس با پروموتر بیش از حد شباهت بیشتری با گونه‌های بسیار دور مانند شغال طلایی یا کایوت نسبت به گرگ خاکستری اروپایی دارد.
لیب می‌گوید: «تنها توضیح قابل قبول برای این یافته غیرمنتظره، منشأ باستانی این گونه است، یعنی بیش از ۲ میلیون سال پیش در اقوام منقرض شده گرگ‌ها باید به دنبال آن باشیم». لیب می‌افزاید: «این مسئله نشانگر یافته‌های جالبی است که نشان می‌دهد انسان‌های امروزی نسبت کمی از DNA خود را از نئاندرتال‌های منقرض‌شده حمل می‌کنند.»
این مطالعه تحت نظارت دانیکا باناش(Danika Bannasch) در دانشگاه برن انجام شد. تحقیقات طولانی مدتی در این زمینه بر روی ژنتیک رنگ پوست با تمرکز بر حیوانات اهلی نیز انجام شده است. باناش استاد ژنتیک دامپزشکی در دانشگاه دیویس کالیفرنیا، انواع پروموترهای مربوطه را از هزاران نوع ژنتیکی خنثی عملکردی دیگر فیلتر کرد و بنابراین نقش پر رنگی در انجام این تحقیق داشت.
