Istraživački tim predvođen naučnicima sa Teksaške škole veterinarske medicine i biomedicinskih nauka (VMBS) razvio je najsveobuhvatniji genom do sada za severnoameričkog bizona, dovodeći genetsku mapu životinja u skladu sa najnovijom tehnologijom sekvenciranja genoma. Pritom je istraživački tim otkrio i gen odgovoran za albinizam kod bizona.
Studija – nedavno objavljena u G3: Geni, genomi, genetika – opisuje razvoj ovog referentnog genoma visoke rezolucije, koji su istraživači zatim koristili da naprave prvi test za genetske mutacije, počevši od mutacije odgovorne za albinizam.
Albinizam, retko stanje koje karakteriše nedostatak pigmenta u telu životinje, zbog čega izgledaju bele sa crvenim očima, ima istorijski značaj jer su albino bizoni prepoznati kao religiozni simbol za neka starosedelačka plemena Indijanaca.
Studija takođe postavlja okvir za određivanje drugih genetskih varijacija koje utiču na važne osobine bizona, kao što su one koje doprinose zdravstvenoj i proizvodnoj vrednosti ove vrste.
Dr Džejms Der, VMBS profesor veterinarske patobiologije i genetike koji je predvodio istraživački tim koji je stvorio prvi genom bizona još 2015. godine, okupio je tim koji je razvio ovaj novi referentni genom. Ovaj tim uključuje docenta genetike dr Brajana Dejvisa, postdiplomca Sem Stroupa i predstavnike Teksaških parkova i divljih životinja i Službe nacionalnih parkova.
„Pošto referentni genomi mogu pomoći istraživačima da identifikuju i karakterišu gene koji su odgovorni za veliki broj osobina, ova tehnologija se koristi za obavljanje svih vrsta stvari, uključujući dijagnostikovanje zdravstvenih stanja i razvoj ciljanih tretmana“, rekao je Dejvis.
Najnoviji referentni genom bizona razvijen je korišćenjem tehnologije koja omogućava istraživačima da kreiraju genome zasnovane na DNK od hibrida, koji su životinje sa DNK dve različite vrste. U ovom slučaju, istraživači su koristili DNK iz vrste hibrida bizona i krave pod nazivom F1, ili pojedinaca sa savršenom podelom 50-50 između DNK svojih roditelja.
Generalno, F1 hibridi između bizona i goveda su retki, ali su se istorijski dešavali, pošto sada znamo da većina stada bizona u Severnoj Americi sadrži potomke hibrida između bizona i goveda – otkriće koje su Derr i njegovi istraživači partneri napravili prošle godine.
„Jednog dana su nas pozvali iz Teksaških parkova i divljih životinja i rekli da poznaju nekoga ko ima F1 hibrida“, rekao je Derr. „To je bio prvi potpuno dokumentovani hibrid prve generacije F1 koji sam video u 25 godina rada sa bizonima. Zato smo uspeli da uradimo ovo.“
Da bi stvorili novi genom bizona, istraživači su prvo sekvencirali genom F1 hibrida, kao i mamu bizona i oca domaćeg goveda. Sa ovim informacijama, uspeli su da odvoje DNK bizona od DNK regiona goveda u hibridu.
Pošto je genom goveda već veoma napredan, pružio je referencu za kreiranje novog genoma bizona, pomažući istraživačima da se usmere u razvoju kompletnog referentnog genoma bizona visoke rezolucije.
Da bi dokazao korisnost novog genoma, tim je krenuo da otkrije koja je mutacija gena odgovorna za albinizam kod bizona i da napravi genetski test koji bi se mogao koristiti za identifikaciju nosilaca te mutacije.
Ovo otkriće je prvi put da je neko uspešno utvrdio mutaciju gena odgovornu za vidljivu osobinu bizona.
„Znali smo da je albinizam nasledna recesivna osobina, ali nismo znali koji je gen odgovoran“, rekao je Stroupe. „Dakle, sekvencionirali smo DNK nekoliko albino bizona i uporedili ih sa onima normalne boje kako bismo pronašli mutaciju koja uzrokuje albinizam. Kako se ispostavilo, mutacija uzrokuje da važan enzim prestane da funkcioniše ispravno, što dovodi do nedostatka pigmentacija kože.“
Mnogi domorodački narodi Severne Amerike smatraju bele bizone svetim entitetima sa proročkim duhovnim asocijacijama. Iako nemaju svi beli bizoni albinizam, rođenje jednog je razlog za slavlje u nekim zajednicama.
Uprkos ovom kulturnom značaju, Derr ne sugeriše da ljudi pokušavaju da proizvedu albino bizone koristeći genetsko testiranje.
„Nažalost, albino bizoni često nisu baš zdravi“, rekao je Derr. „Oni imaju tendenciju da razviju rak kože, a mogu razviti i druge zdravstvene probleme kako stare.“
Albino bizoni se takođe razlikuju od belih ili žutih bizona koji su rezultat ukrštanja bizona sa belim govedima, posebno Charolaisom. Ovim bizonima nedostaju crvene oči i ružičasti nos pravih albina.
Sada kada postoji precizniji genom bizona, naučnici mogu saznati više o genetskom sastavu populacije bizona u Severnoj Americi.
„Razvoj ovog novog referentnog genoma i identifikacija uzročne genetske mutacije su uzbudljive vesti za bizone“, rekao je Derr. „Otvara vrata za nova otkrića i uvid u genetiku bizona.
„Sve u svemu, ovo je vitalni korak ka budućem upravljanju očuvanjem nacionalnih sisara Sjedinjenih Država“, rekao je on.
