В продължение на близо 60 години червената лисица обучава учените за поведението на животните. В дългосрочен експеримент лисиците от Руския институт по цитология и генетика са избрани за опитомяване или агресия, пресъздавайки процеса на опитомяване от вълци до съвременни кучета в реално време. Днес, с първата по рода си публикация на генома на лисиците, учените ще започнат да разбират генетичната основа на опитоменото и агресивно поведение, което би могло да хвърли светлина и върху човешкото поведение.

секвенираният

„Очаквахме този инструмент от много, много дълго време“, казва Анна Кукекова, асистент в Катедрата по животински науки в Университета на Илинойс и водещ автор на статията. Тя изучава известните руски лисици от 2002 година.

"В предишната ни работа се опитахме да идентифицираме регионите на генома на лисиците, отговорни за опитомяването и агресивното поведение, но тези проучвания изискваха референтен геном и всичко, което можехме да използваме, беше геномът на кучето. За нас геномът на лисицата предоставя много по-добър ресурс за генетичен анализ на поведението. "

След секвениране и сглобяване на генома на лисиците, екипът се обърна към известните руски лисици, за да потърси генетични региони, разграничаващи опитомените, агресивни и конвенционални популации - отглеждани във ферми лисици, прародители на опитомените и агресивни популации, но не отглеждани за някакво поведенческо поведение Характерна черта.

Изследователите секвенираха геномите на 10 индивида от всяка популация, след което ги сравниха с пълния геном на лисици и помежду си. Трите популации се различават в 103 геномни региона, някои от които се оказват отговорни за опитоменото и агресивно поведение.

"Намирането на геномни региони с такава резолюция беше извън всякакви очаквания с предишните ни инструменти. Сега за първи път успяхме не само да определим част от хромозома, която прави лисиците по-опитомени или агресивни, но бихме могли да идентифицираме конкретни гени, отговорни за това, „Кукекова казва.

Екипът сравнява 103-те геномни области с тези на други секвенирани бозайници и открива някои убедителни прилики. Например, те идентифицираха съвпадения между районите на поведение при лисиците с региони, важни за опитомяването при кучета, и с регион, свързан със синдрома на Уилямс-Бирен при хората, генетично заболяване, характеризиращо се с изключително изходящо, приятелско поведение.

"Колкото и да е странно, ние открихме района на Уилямс-Бирен в агресивни лисици, а не в опитомени. Мислехме, че ще бъде обратното", казва Кукекова. Мистериозната находка подчертава колко повече изследвания са необходими, преди регионите да бъдат напълно разбрани.

Но изследователите потънаха по-дълбоко. Като пробно тестване те усъвършенстваха един-единствен ген, известен като SorCS1, който участва в образуването, функционирането и пластичността на синапсите, както и в допълнителните функции. Въпреки че никога преди не е било известно, че допринася за социалното поведение, SorCS1 е ясно свързан с много специфично поведение при лисиците.

Работещите с хора от Руския институт по цитология и генетика взаимодействат с лисиците по много контролиран начин като част от техните видеозаписи на поведенческите оценки на лисиците. Манипулаторите стоят в близост до загражденията за една минута, държат вратата отворена за още една минута, достигат до лисицата за трета минута, след това затварят вратата и стоят близо до заграждението за една последна минута. Най-питомните лисици продължават да търсят човешкото внимание през последната минута от оценката. Именно тази група лисици има версия на гена SorCS1, която не се среща в агресивната популация.

"Смятаме, че този ген прави лисиците по-опитомени, но не искаме да го подчертаваме - укротяването не е свързано с нито един ген. Картината определено е по-сложна", казва Кукекова.

Статията „Геномът на червената лисица идентифицира геномни региони, свързани с крото и агресивно поведение“ е публикувана в Nature Ecology & Evolution. Пълният списък с автори включва Анна Кукекова, Дженифър Джонсън, Сюеян Ксианг, Шаохонг Фън, Шипинг Лиу, Хали Рандо, Анастасия Харламова, Юрий Хербек, Наталия Сердюкова, Зиюн Ксионг, Виолета Беклемишева, Клаус-Петер Коепфли, Рима Гулевич, Анастаси Джесика Хекман, Полина Перелман, Александър Графодатски, Стивън О'Брайън, Сю Уанг, Андрю Кларк, Грегъри Акланд, Людмила Трут и Гуоджи Джанг.

Финансирането е осигурено от гранта на Националните здравни институти GM120782, USDA Federal Hatch Project 538922, Руската научна фондация отпуска 16-14-10009 и 16-14-10216, Института по цитология и генетика на Сибирския клон на Руската академия на науките безвъзмездна помощ 0324-2018-0016, безвъзмездни средства от Научния съвет на Campus и Службата за международни програми на Университета на Илинойс в Urbana-Champaign Проектът беше подкрепен и от стратегическата програма за приоритетни изследвания на Китайската академия на науките (безвъзмездна помощ XDB13000000).