Kotieläinten kesyyntyminen

Earlham-instituutin tekemä tutkimus geneettisiin ominaisuuksiin vaikuttavista mikroRNA-molekyyleistä tarjoaa lisätietoa valintaan perustuvasta ohjatusta evoluutiosta koirien ja lehmien kaltaisten lemmikki- ja kotieläinten osalta. Kysymys kuuluukin, mitä yhteistä lehmällä, hevosella, sialla, kanilla ja koiralla on, ja kuinka samankaltaiset tai erilaiset niiden geenijohtimet ovat? Kaikki edellä mainitut eläimet ovat ihmisen kesyttämiä, ja tulokset ovat olleet melko uskomattomia. Vain muutaman tuhannen vuoden valitsevan jalostuksen myötä nämä eläimet on jalostettu tiettyjä piirteitä silmällä pitäen, mikä on johtanut uskomattomaan morfologiseen ja käytökselliseen monimuotoisuuteen eri roduissa. Kesyttämisprosessin parempi ymmärrys voi johtaa parempaan ja kestävämpään ruokaan ja parempaan ihmissairauksien ymmärtämiseen.

Solukehitystä säätelevä mikroRNA

Earlham-instituutin tohtori Luca Penso-Dolfin on tutkinut näiden lajien aivoja, kiveksiä, sydämiä ja munuaisia löytääkseen vihjeitä siitä, kuin mikroRNA:t, jotka ovat nisäkkäiden solukehityksen tärkeitä säätelijöitä, eroavat toisistaan kaikissa näissä kudoksissa ja kuinka tämä saattaa vaikuttaa geenisääntelyn evoluutioon. MikroRNA:t ovat pohjimmiltaan yksi pääsyy sille, että vaikka yksilön lähes jokaisen solun DNA on samanlainen, pystymme silti tuottamaan ihmiskehossa 200 erilaista solutyyppiä. Jos DNA olisi orkesteri, mikroRNA on kapellimestari. Toisinaan viulun ei tarvitse olla koko ajan äänessä ja välillä oboeta on vaimennettava. Vertaillessaan tutkimuksessa viittä kotieläintä mikroRNA-tietokantaan tohtori Penso-Dolfin pystyi yksilöimään mitkä mikroRNA:t olivat ”vanhoja” mikroRNA:ita, joita on läsnä monissa nisäkäslajeissa, ja mitkä mikroRNA:t ovat kehittyneet myöhemmässä vaiheessa hiljattain vain yhdessä tai muutamassa lajissa. Nämä ”uudet” mikroRNA:t esiintyivät tyypillisemmin tietyissä kudoksissa, suurin osa niistä löytyi aivoista ja kiveksistä.

MikroRNA vaikuttaa kesyttämisessä

Evoluution näkökulmasta näyttää siltä, että näillä uusilla mikroRNA:illa on tärkeä rooli uusien ominaisuuksien syntymisessä, varsinkin tutkittaessa lehmiä ja koiria, ja mikroRNA:n vaikutuksesta geeneihin tehdyn analyysin perusteella näyttää siltä, että kohdegeenit rikastuvat geeneiksi ulkopuolisen valinnan kautta, joten näyttää siltä, että ryhmä löysi mikroRNA:ita, jotka ovat tärkeitä kesytysprosessin kannalta. Kesytetyt nisäkkäät kiinnostavat suuresti taloudelliselta ja biolääketieteelliseltä kannalta. Parempi ymmärrys geenisäätelystä näissä lajeissa saattaisi tarjota lisätietoja eräiden ihmistenkin sairauksien syihin. Esimerkiksi koirissa esiintyvissä taudeissa on useita yhtäläisyyksiä ihmisissä esiintyviin sairauksiin. Sian suuri yhteneväisyys ihmisen anatomiaan on vielä kiinnostavampaa. Lisäksi monet näistä lajeista, varsinkin lehmä ja sika, edustavat tärkeää ravinnonlähdettä, mikä tarkoittaa, että samat löydöt saattavat olla merkityksellisiä myös maidontuotannon, lihan laadun ja sairauksien vastustuskyvyn kannalta.

MikroRNA vaikuttaa kesyttämisessä

Professori Federica Di Palma kertoi, että pienten säätelevien RNA:iden tutkiminen oleellisina säätelijöinä monimuotoisissa biologisissa prosesseissa on jännittävä tutkimusalue, joka avaa jatkuvasti uusia tutkimusväyliä mitä tulee taloudellisten tärkeiden ominaisuuksien monimutkaiseen evoluutioon. MikroRNA:iden roolien ymmärtäminen ja niiden kanssaevoluutio kohdegeeneissä kotieläinten kesyttämisessä voi auttaa sekä perustason biologisten prosessien ymmärtämisessä, minkä lisäksi se auttaa ymmärtämään kesyttämisprosessin avainominaisuuksien valitsemisen ruoan turvallisuuden kannalta.

Auttaa ymmärtämään myös ihmistä

Ihmiset eivät eroa loppujen lopuksi kovinkaan paljoa läheisyydessämme elävistä nisäkkäistä. Siksi mitä paremmin me ymmärrämme kuinka ne kehittyvät, sitä enemmän saamme tietoa omasta evoluutiostamme. Ja lisäksi voimme saada vastauksia moniin hankaliin kysymyksiin siitä, kuinka voimme parantaa tiettyjä yleisiä sairauksia. Esimerkiksi sialla ja ihmisellä on paljon yhtäläisyyksiä ja tulevaisuudessa voi olla mahdollista, että sikojen avulla voidaan tuottaa ihmisille elinsiirrännäisiä. Tutkimusryhmä suunnittelee nyt skaalaavansa tutkimusta, että he voivat vertailla kotieläimiä villieläimiin, jotta saataisiin vielä parempi ymmärrys tärkeistä mekanismeista, jotka ovat vaikuttavassa roolissa siinä, kuinka olemme onnistuneet jalostamaan niin laajalti monimuotoisen joukon kesytettyjä lajeja, joille on jalostettu erikoisominaisuuksia.