Nyolc évvel ezelőtt (jönne, hogy írjam “pár éve”, pedig dehogy pár éve az…) már írtam egyszer egy különleges mutációról, ami egyes kutyafajták esetében (pl. tacskók és bassett houndok) rövid végtagok kialakulását eredményezi. Azért volt különleges, mert nem egyszerűen egy már meglevő gén aminosavsorrendje, vagy szabályozása változott meg, hanem egy génnek egy újabb kópiája keletkezett. Mégpedig nem genomduplikációval, hanem egy reverz transzkriptáz enzim segítségével az eredeti, genomi DNS-ből átíródott (és a splicing során megérett) FGF4 mRNS íródott vissza (immár intronok nélküli) DNS darabbá és integrálódott a genomba a 18. kromoszómán.
Azt gondolnánk, hogy egy ilyen esemény már önmagában is elég különleges, ám pont a napokban arra derült fény, hogy szinte hajszálpontosan ugyanez az esemény még egyszer lejátszódott a kutyák tenyésztése során.
Ez alkalommal két, kutyákra (is) jellemző betegség genetikai okait próbálták feltárni asszociációs vizsgálatok segítségével (vagyis azt nézték, hogy van-e valamilyen közös genetikai variáció a beteg ebekben), az egyik a hát-ágyéki porckorongsérv (IVDD), a másik pedig egy korhoz kötött csontritkulás.
Mindkét esetben a 12. kromoszómához vezettek a nyomok, csak sajnos egy olyan genomi régióba, ahol a genomszekvencia nem volt a legjobb minőségű. De a beteg kutyák genomjának részletes vizsgálata kiderítette, hogy itt bizony egy másik FGF4 retrogén található – és ami igazán érdekes, visszanézve a nyolc évvel ezelőtti cikket, már ott is látszott, hogy van valami a 12. kromoszómán, aminek még köze lehet a tacskók rövidlábúságához.
Merthogy a két betegségen kívül elég egyértelmű, hogy itt is hasonló szerepe (is) van az FGF4 retrogénnek: ha részletesen megnézzük alacsony fajtákban két kópiában is jelen van, míg magassakban pedig egyáltalán nincs. (AKC – American Kennel Club, az amerikai ebtenyésztők szövetsége)
A két retrogén akár egyszerre, vagy bármilyen kombinációban jelen lehet: egyes terrierekben csak a 18. kromoszómán levő retrogén van jelen, a francia bulldogokban, cocker spánielekben és beagle-ökben csak a 12. kromoszómás, a tacskókban és bassett houndokban, viszont mindkettő.
A 12. kromoszómás FGF4 retrogén érdekessége, hogy egy olyan genomi régióba épült be, ahol a környező gének mind a csigolyákban és a kialakuló porckorongokban fejeződnek ki az embrionális fejlődés során, így minden valószínűség szerint az extra FGF4 kópia terméke is ott lesz jelen.
Mint azt korábban is írtam, az extra FGF4 expresszió és a rövid végtagok közt valószínűleg ok-okozati összefüggés lehet, így aztán nem is véletlen, hogy az IVDD gyakorisága tacskókban borzalmasan magas (kb. minden második példány érintett): arra tenyésztettük őket, hogy rövid legyen a lábuk és ennek kikerülhetetlen velejárója lett a porckorongsérv.
(A tacskó képe a Wikimedia Commons-ról származik.)
Brown EA, Dickinson PJ, Monsour T, Sturges BK, Aguilar M, et al. (2017) FGF4 retrogene on CFA12 is responsible for chondrodystrophy and intervertebral disc disease in dogs. PNAS 114(43): 11476–11481, doi: 10.1073/pnas.1709082114