Englanninbulldoggien, ranskanbulldoggien ja bostoninterriereiden DVL2-geenin mutaatio

Mutaatio löytyi korkkiruuvihännän avulla

Englanninbulldoggi, ranskanbulldoggi ja bostoninterrieri ovat lyhytkalloisia ja -kuonoisia eli niin sanottuja brakykefaalisia rotuja. Muista lyhytkuonoisista roduista poiketen näillä roduilla esiintyy myös selkärangan epämuotoisuutta ja tiukalle kierteelle tiivistyvää niin sanottua korkkiruuvihäntää. Juuri korkkiruuvihäntä johtikin tutkimuslöydöksen jäljille. Löydöksen julkaisi yhdysvaltalainen tutkimusryhmä, jonka tarkoituksena oli selvittää korkkiruuvihännän geneettistä taustaa.

Tutkimusryhmä kartoitti sadan koiran koko perimän. Koirat edustivat yhteensä 21 eri rotua. Tämän jälkeen tutkimuslöytö varmistettiin vielä 667 koiran lisäaineistosta. Mukana tässä vaiheessa oli 49 rotua. Muilla vakiintuneilla roduilla nyt tunnistetun mutaation ei todettu määrittävän koirien ilmiasua, vaikka mutaatioalleelia joissakin muissa roduissa sekä monirotuisissa koirissa esiintyikin. Nämä tapaukset selittynevät sillä, että kyseisten koirien taustalla on bulldoggiristeymiä.

Mutaatio aiheuttaa niin sanotun Robinowin oireyhtymän

Tutkimuksessa tunnistettu DVL2-geenin mutaatio on yhteydessä tutkitun kolmen rodun kallon, rintakehän, kaulan ja selkärangan luuston epämuodostumiin. Samalla se saa aikaan näiden rotujen tyypillisen ilmiasun: selkälinjan ja raajojen muodon, kallon ja leukojen leveyden sekä kuono-osan lyhyyden. Mutaatio selittää myös roduilla esiintyviä hampaiston poikkeavuuksia.

DVL2-mutaatio aiheuttaa virheen varhaisen sikiöaikaisen kehityksen säätelyssä. Vastaavat mutaatiot aiheuttavat ihmisillä erittäin harvinaisen, niin sanotun Robinowin oireyhtymän, jonka ulkoiset oireet kallon, raajojen ja selkärangan osalta ovat samanlaiset kuin tutkituilla koiraroduilla. Robinow-potilailla esiintyy myös muita poikkeavuuksia, joita ei toistaiseksi ole koirilla tutkittu. Näistä asioista saataneen lisää tietoa, kun tutkimus koirista etenee.

DVL2-mutaation aiheuttama ilmiasu määräytyy väistyvän eli resessiivisen periytymismuodon kautta: poikkeavuudet näkyvät vain, kun koira saa mutaation sekä isältään että emältään. Tällöin koira on mutaation suhteen homotsygoottinen. Mutaation aiheuttamien rankaepämuodostumien (muun muassa hemivertebra ja skolioosi) voimakkuus vaihtelee rotujen välillä; mutaatio siis ilmenee eri roduilla ja yksilöillä eri vakavuusasteilla. Bostoninterriereillä on esimerkiksi ylemmän selkärangan osalta vähemmän muutoksia (alhaisempi mutaatiopenetranssi) kuin ranskanbulldoggeilla ja englanninbulldoggeilla. Kaikilla ilmiasu määräytyy kuitenkin saman homotsygoottisen mutaation perusteella.

Rodun tyypillinen ilmiasu häviää homotsygotian purkautuessa

Nyt tunnistetulle mutaatiolle voidaan saada geenitesti. Tavallisesti geenitesteillä pyritään varmistamaan, ettei kahta perimältään poikkeavaa koiraa yhdistettäisi. Tässä tapauksessa asia ei kuitenkaan ole näin yksinkertainen. Testistä ei ole näille kolmelle rodulle hyötyä, koska rotujen kaikki yksilöt ovat tämän mutaatiolöydöksen suhteen homotsygoottisia. Geenivirhe on englanninbulldoggien ja ranskanbulldoggien ainoa geenimuoto kyseisessä geenissä eli näistä roduista ei löydy normaalia geenimuotoa ollenkaan. Bostoninterriereillä normaalialleeleja oli 6 % kaikista rodun alleeleista kyseisessä geenissä.

Geenivirheen jalostaminen pois näistä roduista on mahdollista ainoastaan roturisteytyksillä eli tuomalla normaali geenimuoto rotuun sen ulkopuolelta. DVL2-mutaatio kuitenkin aiheuttaa roduille niiden tyypillisen ilmiasun vain homotsygoottisena. Roturisteytys muuttaisikin oleellisesti rotujen ilmiasuja. Risteytykset esimerkiksi muiden bulldoggityyppisten rotujen kanssa olisivat vaihtoehto, joka toisi perimään vaihtelua ja lieventäisi roduissa esiintyviä poikkeamia. Erilaisia vaihtoehtoja tulee pohtia yhdessä rodun harrastajien kanssa ja myös kansainvälisesti.

Jos taas etsittäisiin mutaation vaikeimpien oireiden suhteen terveimmät yksilöt jalostukseen, ei siltikään voitaisi olla varmoja, että syntyvät pennut olisivat terveempiä. Vielä ei tiedetä mitkä tekijät vaikuttavat eroihin yksilöiden välisissä ilmiasuissa. Onkin täysin mahdollista, että "terveemmäksi" tutkitut vanhemmat saavat jälkeläisen, jolla on voimakkaat muutokset ilmiasussaan.

Muiden lyhytkuonoisten rotujen kallon muoto määräytyy toisen mutaation perusteella

Muiden lyhytkuonoisten rotujen kallon muoto määräytyy muiden kuin DVL2-geenin säätelemänä. Vuonna 2017 julkaistun tutkimuksen mukaan mutaatio geenissä SMOC2 selittää hieman yli kolmasosan kaikesta vaihtelusta, jota koirien kallon ja kuonon pituudessa on havaittavissa. Lisäksi tutkimuksessa löydettiin lukuisia muita, kallon muotoon vähemmän vaikuttavia genomin kohtia.

Esimerkiksi mopsin kallon muotoon ja kuonon pituuteen pystytään siis vaikuttamaan perinteisellä jalostuksella. Mopsilla tehtyjen roturisteytysten ensimmäisen polven koirissa näkyykin selviä mopsin piirteitä, kun taas esimerkiksi englanninbulldoggin risteyttäminen johonkin toiseen rotuun hävittää englanninbulldoggin piirteet kokonaan. Ero geeneissä näkyy selvästi: mopsin piirteet määräytyvät usean geenin sääteleminä, kun taas englanninbulldoggin, ranskanbulldoggin ja bostoninterrierin ilmiasut syntyvät yhdessä geenissä tapahtuneen mutaation seurauksena. Näillä kolmella rodulla on siis risteytysten kautta yhteinen kehityshistoria, ja alkuperäinen mutaatio on tapahtunut kauan sitten. Korkkiruuvihäntä ja kallon muoto on ollut näille kolmelle rodulle tavoiteltu, yhteinen tekijä.

18.12.2018

Kirsi Sainio, FT, kehitysbiologian dosentti, Helsingin yliopisto; 1.1.2019 lähtien Suomen Kennelliiton hallituksen jäsen ja jalostustieteellisen toimikunnan puheenjohtaja

Katariina Mäki, MMT, jalostusagronomi, Suomen Kennelliitto

21.12.2018 klo 11:20 Artikkelia tarkennettu muissa koiraroduissa tehtyjen DVL2-löydösten osalta.

Tutkimuksen yhteenveto verkossa

SMOC2-geenivirheen tutkimusjulkaisu

Robinowin oireyhtymä OMIM-tietokannassa