Генномодифицированные лошади

15 Сентября 2021 в 13:04

Если бы существовал конструктор, из которого можно было собрать настоящую, живую лошадь, какой бы она получилась у вас?

Наверное, у вас бы получился четвероногий атлет с идеальным телосложением, движениями Далеры или прыжком Эксплоужн Дабл Ю, характером преданной собаки и мастью… той, которая нравится вам больше всего.

Пока такой конструктор осваивают ученые, ну а профессионально играть в него может только мать-природа. В качестве кубиков она использует гены, современная наука в свою очередь подглядывает за творческим процессом и старается понять, как работают сочетания этих фрагментов и учится предсказывать спортивное будущее носителей различных геномов.

Терминология

Геном – это комплект молекул ДНК, образовавшийся при слиянии половых клеток родителей будущей «конструкторской модели». Цепочки наследственной информации присутствуют в каждой клетке организма в форме пары хромосом, за исключением половых клеток и гамет – в них содержится только один набор «строительного материала».

Хромосомы состоят из нуклеотидов – гуанина, цитозина, аденина, тимина. У каждого из веществ – своя зона ответственности, каждый влияет на определенные характеристики живого существа.
Различия в последовательности положения нуклеотидов в молекуле ДНК  называют однонуклеотидным полиморфизмом (ОП). Если такие цепочки генов будут располагаться в хромосоме друг за другом, связка перейдет по наследству в геном потомства.

Однонуклеотидный полиморфизм – не единственный вид «кубиков», из которых строится лошадь.
Гены могут переворачиваться или раздваиваться, и это тоже влияет на фенотип лошади.
Например, изменение последовательности генов в цепочке – причина появления пегой масти: гены отвечают за образование светлой «подложки» под пятнами. Большинство вариаций перестановок генов в цепочке безопасны, однако, есть и исключения, из-за которых у лошадей могут развиваться смертельные наследственные заболевания.

 Мы расскажем только о «безопасных» связках и о том, как они влияют на внешний вид, характер и рабочие качества буцефала.

Цвет бестии

Владельцы рыжих лошадей говорят, что их боевые партнеры заводятся с пол-оборота, и в них спрятан турбо-двигатель. Стереотип имеет биологическое объяснение: в одном из экспериментов, в котором участвовали люди, исследователи сравнили высоту болевого порога у рыжеволосых испытуемых и тех, чьи волосы не обладали оранжевым оттенком.
К голеням участников эксперимента прикрепляли электроды, через которые подавали небольшие электрически разряды. Рыжеволосые гораздо острее реагировали на боль, но в то же время, обезболивающие препараты оказывали на них лучший эффект.

Феномен объясняется мутацией в гене MCR1 (меланокортиновом рецепторе), который подает сигнал клеткам меланоцитам вырабатывать пигмент.

 У рыжеволосых людей, так же как и у животных с рыжей шерстью, производящие пигмент клетки (меланоциты) немного отличаются от обычных. На поверхности меланоцитов есть особые рецепторы, реагирующие на меланоцитстимулирующие гормоны. Эти гормоны стимулируют синтез меланинов, что приводит к потемнению кожи и волос..
Рыжие цвет волос – результат мутации, которая "отключает" чувствительность рецепторов к гормону, не дает клеткам вырабатывать черный пигмент, заставляя вырабатывать только оранжевый. Такая мутация в человеческих генах обуславливает не только цвет волос, но и высокую чувствительность к солнцу и боли.

Низкий болевой порог объясняет чувствительность рыжих лошадей к средствам воздействия и помогает понять, почему огненные лошади «заводятся» так быстро и так легко возбуждаются.
Агути-сигнальный белок у людей кодируется геном ASIP, также выполняет две функции: влияет на окрас шерсти и поведенческие особенности. Ученые Университета Флориды исследовали поведение 215 прогулочных лошадей и соотносили их с комбинацией генов в молекулах ДНК, полученных из волоса лошади.

Дисфункция гена ASIP, благодаря которой вырабатывается черный пигмент, влияет на темперамент лошади: так, вороные кони гораздо более независимые и самостоятельные, чем гнедые.
Эта же мутация влияет на выделение надпочечниками стероидных гормонов, процесс запускается как реакция на стресс. То есть, темные лошади отнесутся к раздражителю спокойнее, чем их гнедые сородичи.

  ДНК страха

Ваша лошадь трусливее котенка? Такая черта характера тоже запрограммирована в генах.
Ученые университета Флориды исследовали гены группы отъемышей квотерхорсов и постарались вычислить отрезок ДНК, отвечающий за пугливость.

“Природа страха – рефлекторная, а не мыслительная. Генетические особенности животного влияют на функционирование нервной системы, а соответственно и на то, насколько лошадь будет пугливой».
Все животные, участвовавшие в эксперименте, обладали примерно одинаковыми характеристиками – были одного возраста, одновременно приучены к недоуздку. Все оказались и в одинаковых условиях.

Лошадям предложили еду, и во время их трапезы экспериментатор неожиданно открывал пестрый зонтик. Исследователи фиксировали реакции: движения ушами, частоту сердечных сокращений, дефекацию, аппетит.
Малыши разделились на разные группы: одна продолжила есть, другая вовсе отказалась подходить к мискам. Зафиксировали и другие реакции, описание которых и использовали в ходе исследования.
«Чтобы сделать выводы, нужно правильно измерить исходные данные. Ученые создали «портреты» жеребят из каждой группы и затем постарались найти объяснение поведению в генетическом коде» - рассказали руководители эксперимента.

Идеальным продуктом проекта мог бы стать генетический тест, при помощи которого можно определить предрасположенности лошадей к встрече с «гномами в кустах».
Любителям нужны спокойные сивки-бурки, конкуристам - лошади, быстро реагирующие на команды. Если удастся разработать такое тестирование, то идеальный портрет покупателя лошади можно будет нарисовать еще до того, как жеребенок начнет работать под седлом.

 Гены скорости

Заводчики полагаются на данные, которые можно выразить цифрами: результаты соревнований, рост, скорость, промеры. Благодаря высоким технологиям и генной инженерии «таланты» можно вычислить при помощи анализов.
Доктор наук Эрнест Бейли принимал участие в научной работе по изучению генома лошади. В его лабораториях ученые вычисляли зависимость скаковых качеств от гена миостатина. Исследователи идентифицировали два вида аллелей ( форм гена на одном участке хромосомы) миостатина: T-аллель, наличие которой обуславливает выносливость лошади, и C-аллель, ответственную за скоростные качества.
В генах арабских лошадей – С-аллель, в генах квотерхорсов, наоборот, преобладают Т-аллели. Гены чистокровных лошадей содержат оба вида цепочек.

Например, жеребец-производитель Нарко и все его потомство –носители С-аллели: лошади легко набирали мышечную массу и выигрывали скачки на средние дистанции. Объяснение – в мутации миостатина, благодаря которой увеличивается скорость образования волокон мышечной ткани и развитие силы задних ног.
Некоторые породы лошадей славятся тем, что сохраняют специфичные природные аллюры и не сбиваются в галоп, даже двигаясь на очень высокой скорости. Такая особенность – результат мутации гена DMRT3_SER301STOP.

Предрасположенность к аллюрам не обуславливается только лишь комбинацией генов, однако, модификация цепочек ДНК играет одну из решающих ролей в формировании рабочих качеств.
В 2014 году шведские исследователи обнаружили подобную генную мутацию у представителей 68 пород, чаще других она обнаруживалась у лошадей, задействованных в гладких скачках, а также у представителей «аллюрных» пород – Пасо Фино, исландских, Кентуккийских верховых.

Лучше видно тех, кто громко дышит

Всадники часто ищут высоких лошадей – длинноногие атлеты прощают ошибки корпуса и выглядят презентабельно. Однако эстетика идет вразрез с прагматикой и здоровьем.
Ученые обнаружили связь между ростом и состоянием дыхания, рецидивирующей невропатией гортани (RLN, или “рорер”) у чистокровных верховых лошадей и упряжных лошадей.
В 2014 году исследование Мичиганского университета выявило прямую зависимость между наличием у лошади «рычащего» синдрома от присутствия гена LCORL /NCAPG в хромосоме. Тот же ген ответственен и за высокий рост.

«Гены располагаются в цепочке так же, как жемчужины – в бусах. Соседствующие «бусины» наследуются в паре, и очень редко разделяются. Поэтому и происходит наследование качеств родителей», - объясняют исследователи.


Ученые все внимательнее рассматривают кубики и стараются воссоздать их модификации в лабораториях. Не ровен час, что в обозримом будущем всадник сможет собрать лошадь в конфигураторе, так же, как сегодня заказывает рединготы, шлемы и сапоги.

Фантастика? Поживем, увидим!

Материал подготовила Анна Мельникова на основе материалов сайта horsesport.com