Cartographie du comportement, de la santé et du patrimoine de votre chien
C’est une paire de phytogénéticiens qui ont commencé à cartographier l’ADN des chiens.
Imaginez qu’un groupe de scientifiques essaie de construire une carte au trésor à partir des indices dont ils disposent. Cependant, tout à fait différemment des histoires d’aventure typiques, pour certains scientifiques, ce n’est pas le trésor qui compte, mais la carte elle-même. Cette nouvelle classe de cartographes est constituée de généticiens, qui ne cartographient ni les territoires ni aucune sorte de géographie, mais qui cartographient votre chien. La carte qu’ils font est une carte historique qui permet de retracer l’évolution d’un chien d’un ancien loup ancestral à un Labrador moderne. C’est aussi une carte du
Source: SC Psychological Enterprises Ltd.
l’emplacement des gènes qui déclenchent des maladies héréditaires canines. Cette carte peut même trouver la source de tendances comportementales particulières. De plus, cette carte peut aider à guérir les humains. C’est une carte de l’ADN du chien, et cette carte s’appelle le «génome canin».
Le projet génome canin est une entreprise gigantesque qui continue de croître en taille. Le matériel génétique du chien est stocké dans 39 paires de chromosomes, chacune composée de brins enchevêtrés d’ADN. La molécule d’ADN a la forme d’une échelle, chaque échelon étant une paire de produits chimiques de base. Il est judicieux de penser à ces «barreaux» comme s’il s’agissait des lettres d’un alphabet qui définissent le patrimoine génétique d’un chien. La tentative d’interprétation du message contenu dans l’ADN canin a déjà impliqué plus de deux douzaines de laboratoires, qui ont mesuré la constitution génétique de plus de 1 700 chiens issus de plus de 160 races de chiens. Pour chacun de ces éléments, l’idée est de transcrire le schéma d’apparition de ces 2,8 milliards de «lettres» génétiques et de les organiser en séquences constituant les quelque 19 000 gènes du chien. Il est logique d’imaginer que ces gènes sont une série de mots génétiques qui épellent des phrases. Ces instructions «écrites» indiquent au corps les protéines à produire et déterminent finalement le développement et le comportement du chien.
De toute évidence, il s’agit d’un projet coûteux et à forte intensité de main-d’œuvre. Vous pourriez donc vous demander: pourquoi autant d’efforts seraient-ils déployés pour comprendre l’humble chien domestique? Pour comprendre cela, nous devons revenir au début du projet.
Commencer à dessiner une carte du chien
Curieusement, le projet sur le génome canin a vu le jour grâce aux activités d’un phytogénéticien de l’Université de Californie à Berkeley. Jasper Rine a reconnu que les chiens étaient élevés pour des comportements spécifiques et que ces comportements avaient très probablement une base génétique forte et peut-être facilement identifiable. En marge de ses recherches sur les plantes, il a croisé un Terre-Neuve (qui sont des chiens amicaux qui aiment l’eau et qui ne savent rien du troupeau) avec un Border Collie (qui sont plutôt distants, qui n’aiment pas l’eau et qui ont une série de comportements d’élevage intégrés). . Après deux générations d’études, il est devenu évident qu’un certain nombre de comportements clés étaient génétiquement déterminés. Cependant, il est également apparu clairement à Rine qu’il lui manquait un outil essentiel, à savoir une carte de marqueurs génétiques composée d’étendues connues d’ADN, qui pourrait être utilisée pour déterminer quel matériel génétique avait été transmis pour former de solides nageurs ou de bons chiens d’élevage. . Ainsi, il conçut l’idée de créer une telle carte, et cette carte serait le génome canin.
C’était en 1990 et Elaine Ostrander venait d’arriver à Berkeley pour effectuer des recherches postdoctorales en génétique des plantes. Malheureusement, l’attente du financement de sa bourse de recherche était attendue. Elle a donc pris un emploi temporaire chez Rine. Il lui a confié la tâche de commencer à créer la carte dont il avait besoin d’ADN de chien. Elle ne s’est jamais rendue au laboratoire de génétique végétale, mais lorsqu’elle a quitté Berkeley trois ans plus tard, elle s’est engagée dans le projet du génome du chien. C’était extrêmement important, car Rine a finalement dû fermer ses études sur le comportement canin en raison d’un manque de financement et parce qu’il était harcelé par des activistes des droits des animaux.
Rassembler les données
Ostrander avait besoin de nombreux échantillons de matériel génétique provenant de autant de chiens et de races de chiens qu’elle pouvait mettre la main sur elle. Ainsi, cette chercheuse dédiée montre des expositions de chiens hantés à demander aux éleveurs et aux propriétaires de lui permettre de rassembler ce matériel génétique. Les progrès ont été lents jusqu’à ce qu’elle découvre que deux enquêteurs de l’école de médecine vétérinaire de l’Université de Pennsylvanie, Gustavo Aguirre et Gregory Acland, étudient une forme de cécité héréditaire courante dans les collies. Ils avaient reproduit des individus affectés et non affectés afin de déterminer les schémas de transmission, et avaient également prélevé des échantillons de sang sur des races ne présentant pas la maladie. Malheureusement, comme Rine, ils savaient qu’ils ne pourraient jamais trouver le gène à l’origine de la cécité avant d’avoir obtenu une carte génomique canine appropriée. Cependant, dans l’espoir qu’une telle carte devienne disponible, ils ont soigneusement stocké et documenté l’énorme banque d’échantillons de sang qu’ils avaient collectés.
Avec la combinaison d’échantillons et de données de recherche de ces deux laboratoires, il n’a fallu qu’un an pour produire une carte préliminaire montrant les positions de 150 marqueurs sur le génome du chien. Cela a permis à ces scientifiques de déterminer que le gène responsable de la forme de cécité héréditaire couramment observée dans les collies était situé sur le chromosome 9. Quelques années plus tard, ils ont isolé le gène spécifique lui-même.
À ce moment-là, d’autres scientifiques ont commencé à reconnaître que les chiens pourraient bien être le rêve d’un généticien. Les races de race sont fortement liées pour des traits spécifiques. Les chiens de race pure ont des antécédents familiaux étendus et des généalogies bien documentées, ce qui simplifie grandement la tâche de dépister des éléments tels que les mutations qui causent des maladies ou les gènes responsables de la taille, de la forme ou de la couleur du pelage des chiens. Cependant, au sein de chaque race, il existe un degré remarquable de similitude génétique entre les individus.
Pourquoi la similitude entre les membres d’une même race est-elle importante pour les généticiens? Eh bien, imaginez que vous essayez de trouver un gène muté responsable d’un trouble héréditaire. Si vous utilisez des groupes de sujets de test dotés de génomes très similaires – à l’exception du fait qu’un groupe est atteint de la maladie et qu’un autre ne l’est pas -, le gène différent se distinguera clairement. Comparez cela à l’utilisation de groupes de sujets de test qui, en plus de différer par la susceptibilité à la maladie, diffèrent également par beaucoup d’autres facteurs. Toutes ces différences génétiques superflues vont constituer une sorte de statique bruyante et rendre difficile la recherche du gène important qui cause la différence recherchée.
Pourquoi le génome canin est-il important pour l’homme?
Ce qui était également devenu évident, c’est que ces travaux sur le génome canin pourraient avoir des implications pour une meilleure compréhension de l’être humain. Les chiens et les humains partagent 95% de leur ADN et partagent certaines des maladies les plus courantes de leur espèce, telles que le cancer, l’épilepsie, les allergies, les maladies cardiaques et même des troubles psychologiques, tels que la maladie d’Alzheimer, les phobies et les troubles obsessionnels compulsifs. . Cependant, la communauté scientifique s’opposait encore à ce que la génétique canine puisse nous dire quelque chose d’utile.
Ce scepticisme a rapidement disparu après que l’équipe de recherche d’Emmanuel Mignot de l’Université de Stanford eut isolé le gène responsable de la narcolepsie chez le chien, à partir d’échantillons génétiques prélevés sur des pinschers Doberman affectés. La narcolepsie est un trouble du sommeil qui entraîne un individu dans un état de sommeil involontaire et incontrôlable, quel que soit ce qu’il fait à ce moment-là. Sur la base de leurs recherches canines, ces chercheurs ont isolé le gène de la narcolepsie, ce qui a permis de comprendre une nouvelle voie moléculaire impliquée dans le sommeil. Ces résultats ont également suscité un intérêt accru de la part des scientifiques s’intéressant à la génétique humaine. De plus, comme il était désormais évident que ces résultats pourraient nous aider à mieux comprendre les problèmes génétiques humains, des fonds de recherche supplémentaires sont devenus disponibles pour ce type de travail.
En fin de compte, un génome canin presque complet a été enregistré, à partir du matériel génétique d’un boxeur hautement baptisé nommé Tasha. Avec une carte complète de l’ADN canin, des comparaisons peuvent maintenant être faites pour déterminer les différences entre les races de chiens, et des comparaisons peuvent également être faites avec des canines sauvages, telles que les loups contemporains et même leurs ancêtres antiques.
Découverte de l’histoire des chiens
Ce génome canin de base nous permet de retracer l’histoire des chiens, leur évolution et les effets que la domestication et la reproduction sélective ont eu sur eux. Pour voir comment cela fonctionnerait, imaginez que nous supposions (comme le font la plupart des scientifiques) que les ancêtres de tous nos chiens étaient des loups. Si une race de chien avait évolué directement du loup dans un passé lointain, son ADN serait très semblable au loup. Cependant, si plusieurs générations et une longue période se sont écoulées depuis la création d’une race particulière, nous nous attendrions à de nombreuses mutations et différences entre cette race plus moderne et celle du loup antique. Cela signifie que nous pouvons construire un calendrier pour le moment où certaines races de chiens ont été créées. Cela nous permet également d’étudier la relation entre différentes races de chiens.
En utilisant des recherches qui examinent les différentes mutations trouvées chez différentes races de chiens, il est devenu clair qu’il existe au moins 23 clades (ou groupes de chiens basés sur leurs caractéristiques physiques et comportementales). De plus, il est maintenant clair que les races de chiens ont évolué en deux étapes historiques distinctes. Le stade précoce a commencé lorsque les chiens ont été domestiqués et que les humains se livraient à une sorte de génétique appliquée. Historiquement, si une personne avait un chien qui présentait un trait particulièrement désirable, tel que la capacité de garder des moutons, il allait ensuite s’accoupler avec un autre chien présentant des caractéristiques similaires, dans l’espoir d’obtenir un meilleur type de chien de berger. C’est ainsi que sont apparues les premières races de chiens d’élevage, de chasse et de garde. Cependant, bien qu’il y ait de nettes différences entre les différentes lignées de chiens, le concept de «race» était beaucoup plus vague.
Le monde des chiens a changé brusquement et pour toujours à l’époque victorienne. Avec une meilleure compréhension de l’élevage de chiens, la conception de chiens est devenue un passe-temps des classes moyennes et supérieures en Angleterre. En fait, les chiens étaient désormais une matière à modeler et à façonner par les humains, souvent davantage en raison des caractéristiques physiques qui déterminaient l’apparence du chien que des habiletés et comportements innés particuliers. Des clubs canins ont été créés pour tenir des registres de l’élevage de lignées particulières de chiens et superviser les expositions canines, qui présentaient et évaluaient ces spécimens élevés de manière sélective. Cela a conduit à une explosion de nouvelles races, avec la plupart des chiens de récupération, des épagneuls et des chiens de compagnie les plus populaires qui ont émergé à cette époque.
La carte du génome canin nous a également permis de comprendre comment les chiens ont migré à travers le monde. Par exemple, il fournit des données qui semblent montrer que presque toutes les races de chiens originaires des Amériques étaient originaires d’Asie, amenées par des migrants qui empruntaient un pont terrestre qui traversait le détroit de Béring. Ces races originales ont ensuite été pratiquement détruites par l’arrivée ultérieure d’Européens qui ont amené leurs propres races de chiens.
Où nous sommes maintenant
Aujourd’hui, de nombreux scientifiques reconnaissent la valeur de recherche fournie par la similarité génétique entre le chien et l’homme. Pour cette raison, le chien est en train de devenir un «modèle» populaire que les chercheurs peuvent utiliser pour mieux comprendre les troubles humains, notamment les troubles psychologiques, tels que la maladie d’Alzheimer et les troubles obsessionnels compulsifs.
Cependant, même après toutes ces années et cet effort de recherche considérable, Elaine Ostrander (qui travaille actuellement aux National Institutes of Health de Bethesda, Maryland) et ses associés peuvent toujours être retrouvés errant dans des expositions canines à la recherche de races de chiens relativement rares. dont l’ADN n’est pas suffisamment représenté dans le projet du génome canin. Elle demande toujours des échantillons de matériel génétique (que l’on peut maintenant obtenir simplement en tamponnant la gueule du chien). De cette manière, notre compréhension de la carte génétique des chiens continue d’évoluer et de devenir plus précise.
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