Mapeando o Comportamento, a Saúde e o Patrimônio de seu Cão

Foi um par de geneticistas de plantas que começaram a mapear o DNA dos cães.

Imagine que há um grupo de cientistas que está tentando construir um mapa do tesouro a partir das pistas que estão disponíveis para eles. No entanto, diferentemente das histórias típicas de aventura, para alguns cientistas, não é o tesouro que é importante, mas sim o próprio mapa. Esta nova classe de cartógrafos são geneticistas, que não estão mapeando territórios ou qualquer tipo de geografia, mas sim mapeando seu cão. O mapa que eles estão fazendo é um mapa histórico que pode traçar a evolução de um cão de um antigo lobo ancestral para um moderno labrador. É também um mapa do

Fonte: SC Psychological Enterprises ltd

localizações de genes que desencadeiam doenças caninas hereditárias. Este mapa pode até encontrar a fonte de tendências comportamentais específicas. Além disso, como um bônus especial, este mapa pode ajudar a curar humanos. É um mapa do DNA do cachorro, e esse mapa é chamado de “genoma canino”.

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O Projeto Genoma Canino é um grande empreendimento que continua crescendo em tamanho. O material genético do cão é armazenado em 39 pares de cromossomos, cada um formado por fitas emaranhadas de DNA. A molécula de DNA tem a forma de uma escada, com cada degrau da escada sendo um par de produtos químicos básicos. É sensato pensar nesses “degraus” como se fossem as letras de um alfabeto que explicam a constituição genética de um cachorro. A tentativa de interpretar a mensagem no DNA canino já envolveu mais de duas dúzias de laboratórios, que mediram a composição genética de mais de 1.700 cães provenientes de mais de 160 raças de cães. Para cada uma delas, a idéia é transcrever o padrão de ocorrência dessas 2,8 bilhões de “letras” genéticas e organizá-las em seqüências que compõem os cerca de 19 mil genes do cão. Faz sentido imaginar que esses genes são uma série de palavras genéticas que soletram sentenças. Essas instruções “escritas” dizem ao corpo quais proteínas produzir e, por fim, determinam o desenvolvimento e o comportamento do cão.

Obviamente, este é um projeto caro e de mão-de-obra intensiva. Então você pode perguntar: Por que tanto esforço seria gasto para entender o humilde cão doméstico? Para entender isso, temos que voltar ao início do projeto.

Começando a desenhar um mapa do cachorro

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Estranhamente, o projeto genoma canino começou com a atividade de um geneticista de plantas na Universidade da Califórnia em Berkeley. Jasper Rine reconheceu que os cães foram criados para comportamentos específicos, e que esses comportamentos provavelmente tinham uma base genética forte e, talvez, facilmente identificável. Como uma linha lateral para sua pesquisa de plantas, ele cruzou uma Terra Nova (que são cães amigáveis ​​que amam a água e não sabem nada sobre pastoreio) com um Border Collie (que são um tanto distantes, não gostam de água e têm um conjunto de comportamentos pastorais) . Após duas gerações de estudos, ficou claro que vários comportamentos-chave eram geneticamente determinados. No entanto, também ficou claro para Rine que ele não tinha uma ferramenta vital, a saber, um mapa de marcadores genéticos constituídos de trechos conhecidos de DNA, que poderiam ser usados ​​para descobrir qual material genético foi passado para formar nadadores fortes ou bons cães de pastoreio. . Assim, ele concebeu a ideia de criar tal mapa, e esse mapa seria o genoma canino.

Era 1990, e Elaine Ostrander acabara de chegar a Berkeley para fazer uma pesquisa de pós-doutorado em genética vegetal. Infelizmente, haveria uma espera antes do financiamento da bolsa começar, então ela arranjou um emprego temporário com Rine. Ele atribuiu a ela a tarefa de começar a construir o mapa que ele precisava do DNA do cachorro. Ela nunca chegou ao laboratório de genética de plantas, mas quando deixou Berkeley três anos depois, ela estava comprometida com o projeto do genoma de cães. Isto foi extremamente importante, porque Rine eventualmente teve que fechar seus estudos de comportamento canino devido à falta de financiamento, e porque ele estava sendo assediado por ativistas dos direitos dos animais.

Coletando os dados

O que Ostrander precisava para continuar sua pesquisa era muitas amostras de material genético de tantos cães e raças de cães diferentes quanto ela pudesse colocar as mãos. Assim, este pesquisador dedicado assombrou exposições de cães para pedir aos criadores e proprietários que lhe permitissem reunir esse material genético. O progresso foi lento, até que ela descobriu que dois pesquisadores da Escola de Medicina Veterinária da Universidade da Pensilvânia, Gustavo Aguirre e Gregory Acland, estavam estudando uma forma herdada de cegueira que era comum em collies. Eles vinham criando indivíduos afetados e não afetados, a fim de traçar os padrões de herança, e também estavam coletando amostras de sangue de raças que não tinham a doença. Infelizmente, como Rine, eles sabiam que nunca poderiam encontrar o gene que causou a cegueira até que houvesse um mapa do genoma canino adequado. No entanto, na esperança de que tal mapa se tornasse disponível, eles cuidadosamente armazenaram e documentaram o enorme banco de amostras de sangue que haviam coletado.

Com a combinação de amostras e dados de pesquisa desses dois laboratórios, levou apenas um ano para produzir um mapa preliminar mostrando as posições de 150 marcadores no genoma do cão. Isso permitiu que esses cientistas determinassem que o gene que causa a forma de cegueira herdada, comumente visto em collies, estava no cromossomo 9. Poucos anos depois, eles isolaram o gene específico em si.

Por esta altura, alguns outros cientistas começaram a reconhecer que os cães podem ser o sonho de um geneticista. Raças de raça pura são altamente cruzadas para características específicas. Cães de raças puras têm histórias familiares extensas e genealogias bem documentadas, o que simplifica muito a tarefa de rastrear coisas como mutações que causam doenças, ou genes responsáveis ​​pelo tamanho, forma ou cor da pelagem dos cães. No entanto, dentro de cada raça, há um notável grau de similaridade genética entre os indivíduos.

Por que a similaridade entre os membros da mesma raça é importante para os geneticistas? Bem, imagine que você está tentando encontrar um gene mutante responsável por algum distúrbio hereditário. Se você usar grupos de indivíduos de teste com genomas muito semelhantes – exceto pelo fato de que um grupo tem a doença e o outro não – então o gene diferente vai se destacar claramente. Compare isso com o uso de grupos de indivíduos em teste que, além de diferirem na suscetibilidade à doença, também diferem em muitos outros fatores. Todas essas diferenças genéticas estranhas vão compor um tipo de estática barulhenta e dificultar a descoberta do gene importante que está causando a diferença desejada.

Por que o genoma canino é importante para os seres humanos

O que também ficou claro é que esse trabalho sobre o genoma canino pode ter implicações para entender melhor os humanos. Cães e humanos compartilham 95 por cento de seu DNA e também compartilham algumas das doenças mais comuns de suas espécies, como câncer, epilepsia, alergia, doenças cardíacas e até distúrbios psicológicos, como doença de Alzheimer, fobias e transtornos obsessivo-compulsivos. . No entanto, ainda havia resistência da comunidade científica sobre se a genética dos cães nos diria alguma coisa útil.

Esse ceticismo desapareceu rapidamente depois que a equipe de pesquisa de Emmanuel Mignot, da Universidade de Stanford, isolou o gene que causa a narcolepsia em cães, começando com amostras genéticas coletadas de pinschers afetados do Doberman. A narcolepsia é um distúrbio do sono que faz com que um indivíduo caia em um estado incontrolável e involuntário de sono, independentemente do que esteja fazendo no momento. Com base em sua pesquisa canina, esses pesquisadores isolaram o gene da narcolepsia e isso levou a uma compreensão de um novo caminho molecular envolvido no sono. Esses resultados também levaram a um aumento no interesse de cientistas interessados ​​em genética humana e, além disso, e agora estava claro que esses resultados poderiam ajudar na compreensão dos problemas genéticos humanos, mais fundos de pesquisa se tornaram disponíveis para esse tipo de trabalho.

Em última análise, um genoma canino quase completo foi registrado, começando com o material genético de um boxer altamente endógeno chamado Tasha. Com um mapa completo do DNA canino, comparações podem ser feitas para determinar as diferenças entre raças de cães, e também comparações podem ser feitas com caninos selvagens, como lobos contemporâneos e até mesmo seus ancestrais antigos.

Descobrindo a História dos Cães

Este genoma canino básico nos permite traçar a história dos cães, sua evolução e os efeitos que a domesticação e a reprodução seletiva tiveram sobre eles. Para ver como isso funcionaria, imagine que nós presumimos (como a maioria dos cientistas acredita) que os ancestrais originais de todos os nossos cães eram lobos. Se uma raça de cão evoluiu diretamente do lobo no passado distante, então seu DNA seria muito semelhante ao lobo. Se, no entanto, muitas gerações e um longo período de tempo tiverem passado desde que uma raça em particular foi criada, então esperaríamos muitas mutações e diferenças entre aquela raça mais moderna e aquela do antigo lobo. Isso significa que podemos construir um cronograma para quando determinadas raças de cães foram criadas. Isso também nos permite estudar a relação entre várias raças de cães.

Usando pesquisas que analisam as diferentes mutações encontradas em várias raças de cães, ficou claro que existem pelo menos 23 clados (ou grupos de cães baseados em suas características físicas e comportamentais). Além disso, agora está claro que as raças de cães evoluíram em dois estágios históricos separados. A fase inicial começou quando os cães foram domesticados pela primeira vez e os seres humanos se envolveram em uma espécie de genética aplicada nas pernas. Historicamente, se uma pessoa tivesse um cão que mostrasse um traço particularmente desejável, como a capacidade de rebanho de ovelhas, ele acasalaria com outro com características semelhantes, na esperança de obter um tipo melhor de cão de pastoreio. É assim que surgiram as primeiras raças de pastoreio, caça e cães de guarda. No entanto, embora houvesse diferenças claras entre as várias linhas de cães, o conceito de “raça” era definido de maneira muito mais frouxa.

O mundo dos cães mudou abruptamente e para sempre na era vitoriana. Com uma melhor compreensão da criação de cães, projetar cães tornou-se um passatempo das classes média e alta na Inglaterra. Com efeito, os cães eram agora algo a moldar e moldar pelos humanos, muitas vezes mais pelas características físicas que determinavam a aparência do cão do que por determinadas habilidades e comportamentos inatos. Os clubes de canil foram estabelecidos para manter registros da criação de determinadas linhas de cães e para supervisionar exposições de cães, que mostravam e avaliavam esses espécimes criados seletivamente. Isto levou a uma explosão de novas raças, com muitos dos mais populares retrievers, spaniels e cães de companhia emergentes durante esta época.

O mapa do genoma canino também nos permitiu entender como os cães migraram pelo mundo. Por exemplo, fornece dados que parecem mostrar que quase todas as raças de cães nativas das Américas vieram originalmente da Ásia, trazidas por migrantes que viajaram por uma ponte de terra que existia através do Estreito de Bering. Estas raças originais foram virtualmente eliminadas pelo afluxo posterior de europeus que trouxeram suas próprias raças de cães.

Onde estamos agora

Hoje, muitos cientistas reconhecem o valor da pesquisa proporcionado pela similaridade genética entre cães e humanos. Por causa disso, o cão está se tornando um “modelo” popular que os pesquisadores podem usar para entender os distúrbios humanos, incluindo distúrbios psicológicos, como a doença de Alzheimer e transtornos obsessivo-compulsivos.

No entanto, mesmo após todos esses anos e esse enorme esforço de pesquisa, Elaine Ostrander (que hoje está no National Institutes of Health em Bethesda, Maryland) e seus associados ainda podem ser encontrados vagando por exposições de cães, procurando por raças relativamente raras de cães cujo DNA não está adequadamente representado no projeto genoma canino. Ela ainda está solicitando amostras de material genético (que agora podem ser obtidas simplesmente esfregando a boca do cachorro). Dessa forma, nossa compreensão do mapa genético dos cães continua a evoluir e se tornar mais precisa.

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