Возраст родителей – ключевой фактор мутаций в геноме собак

Международное исследование показало, как возраст собак-родителей влияет на генетическое здоровье их потомства. Ключевой вывод – чем старше отец, тем больше у щенков возникает совершенно новых генных мутаций, которых не было у родителей. Возраст матери также играет свою, хотя и менее выраженную, роль.

Исследование, проведенное в Университете Хельсинки и Исследовательском центре Folkhälsan, проанализировало геномы 390 «трио» – щенка и обоих его родителей. Такой подход позволил точно идентифицировать мутации de novo, то есть те, что возникли в половых клетках или сразу после зачатия. Эти редкие изменения лежат в основе эволюции, но могут также предрасполагать к наследственным заболеваниям.

В каждом помете появляется в среднем всего несколько десятков новых изменений в ДНК, и частота мутаций оказалась удивительно схожей у разных пород, несмотря на интенсивную селекцию. Однако возраст отца заметно увеличивает количество новых мутаций у щенков – даже в большей степени, чем это ранее наблюдалось у людей. Отдельно был отмечен и менее значительный эффект материнского возраста.

Крупные породы накапливают относительно больше мутаций на ранних этапах жизни, тогда как у мелких пород их число быстрее растет с возрастом. При этом общее количество мутаций за поколение остается на одном уровне, независимо от породы. У собак новые мутации преимущественно концентрируются в регуляторных участках генов, работающих как «переключатели». Это отличает их от людей и частично объясняется отсутствием у собак белка PRDM9, который у многих млекопитающих управляет генетической рекомбинацией.

В ходе работы был обнаружен и исключительный случай: один щенок нес в себе намного больше мутаций, чем обычно, причем большинство из них происходило от матери. Это может указывать на временное нарушение в механизмах «ремонта» ДНК во время созревания яйцеклетки – явление, которое также наблюдается у людей. Применение этих результатов позволило уточнить и время эволюционного расхождения собак и волков – оно произошло примерно 23 000–30 000 лет назад.

Как заключают ученые, понимание того, когда и где возникают новые мутации ДНК, помогает принимать более взвешенные решения в собаководстве, в частности – учитывать возраст родителей при разведении. Результаты исследования также создают новую основу для изучения генома человека.