Lyhytjalkaisuuden aiheuttava geenimuutos löytyi

Jalkojen lyhyys ja käyryys ovat monen koirarodun ominaispiirteitä. Kyseisiä ominaisuuksia kantavat muun muassa eri mäyräkoiramuunnokset, basset, kiinanpalatsikoira ja corgit.

Nyt lyhytjalkaisuuden syistä on saatu tuoretta tietoa. Tunnetun yhdysvaltalaisen koirageneetikon, Elaine Ostranderin johtamassa tutkimuksessa saatiin viimein selville, millainen geneettinen muutos on koirien lyhyt- ja käyräjalkaisuuden takana. Tutkimus julkaistiin heinäkuussa Science-lehden verkkoversiossa. Aiemmin basseteilla tehdyssä risteytyskokeessa oli jo saatu selville, että ominaisuus periytyy vallitsevasti, mutta esimerkiksi siitä, onko sama geenimuutos eri rotujen lyhytjalkaisuuden taustalla, ei ollut tietoa.

Ostranderin tutkimusryhmä tutki kaiken kaikkiaan yli kahdeksansadan ja 76 eri rotua edustavan koiran perimän. Jokaisen koiran dna:sta käytiin läpi 40 000 dna-markkeria eli tunnettua kohtaa dna-sekvenssissä. Tuloksista etsittiin markkerit, jotka esiintyivät erilaisina lyhyt- kuin normaalijalkaisilla koirilla. Näin päästiin rajaamaan se dna-alue, jonka muutos aiheuttaa lyhytjalkaisuuden.

Ostranderin tutkimusryhmän saama tulos oli yllättävänkin selkeä: kaikilla lyhytjalkaisilla roduilla ominaisuus johtuu samasta geneettisestä muutoksesta. Itse muutoksen laatukin oli yllättävä. Jalkojen kääpiökasvuisuuden aiheuttaa ylimääräinen, mutta toimiva kopio Fgf4-geenistä. Fgf4 on kasvutekijägeeni, eli se nimenomaan edesauttaa kudosten kasvamista yksilönkehityksen aikana. Geenin ylimääräinen kopio on niin kutsuttu retrogeeni – se on luultavasti syntynyt koirien perimään viruksen takia.

Kun tavallinen geeni toimii, ensin solussa rakennetaan geenin dna-sekvenssiä vastaava rna-molekyyli. Tämän rna-molekyylin koodin mukaan rakennetaan taas lopullinen geenituote eli proteiini.

Niin kutsutut retrovirukset pystyvät toisensuuntaiseen toimintaan: ne kykevät rakentamaan rna-molekyylin koodin mukaan dna:ta. Tällä tavoin retrovirukset kykenevät muuttamaan oman rna:sta rakentuneen perimänsä dna:ksi ja saamaan sen liittymään osaksi isäntäsolun genomia. Joskus retrovirus kääntää myös isäntäsolun omaa rna:ta takaisin dna:ksi, ja näin on käynyt esimerkiksi lyhytjalkaisten koirien Fgf4-geenin kohdalla. Mäyräkoirien ja muiden lyhytjalkaisten koirarotujen yhteisellä esi-isällä on siis normaalista Fgf4-geenistä syntynyt genomiin ylimääräinen ”retrokopio” viruksen toiminnan takia. Ostranderin mukaan muutos on syntynyt melko pian sen jälkeen, kun koira erkani kantalajistaan sudesta.

Tutkijat arvelevat, että ylimääräinen Fgf4-geeni aiheuttaa sen, että raajojen pitkien luiden kasvuprosessi ajoittuu väärään kohtaan sikiökautta. Ja vanhastaan on tiedetty, että lyhytjalkaisilla koiraroduilla raajojen luiden tyvien niin kutsutut kasvulevyt kalkkeutuvat väärin, ja siksi luut kehittyvät käyriksi. Ylimääräinen, toimiva Fgf4-geeni vaikuttaa mahdollisesti tähän samaan prosessiin.

Koirien lyhytjalkaisuus ja sitä aiheuttava Fgf4-retrogeeni kiinnostavat myös ihmisen kääpiökasvuisuuden tutkijoita. Raajojen lyhytkasvuisuutta eli hypokondroplasiaa esiintyy ihmisilläkin. Osalla heistä kehityshäiriön geneettinen tausta tunnetaan, mutta noin kolmasosalla altistava geenimuutos on yhä löytämättä.

Viite: Heidi G. Parker, Bridgett M. VonHoldt, Pascale Quignon, Elliott H. Margulies, Stephanie Shao, Dana S. Mosher, Tyrone C. Spady, Abdel Elkahloun, Michele Cargill, Paul G. Jones, Cheryl L. Maslen, Gregory M Acland, Nathan B. Sutter, Keiichi Kuroki, Carlos D. Bustamante, Robert K. Wayne, Elaine A. Ostrander. An Expressed Fgf4 retrogene Is Associated with Bredd-Definig Chondrodysplasia in Domestic Dogs. Science, 16 July 2009; 10.1126/Science.1173275