DLA-monimuotoisuustestin tulosten tulkinnasta ja MHC-alueesta koirilla

Paluu UKK - FAQ sivulle

vastaajat - Katariina Mäki, Päivi Jokinen, Maija Vilppo - kevät/2010

Kuinka huolestuttava rodun tilanne on, jos DLA-monimuotoisuustestin tulos (54 koiraa, mukana myös tuontikoiria ja niiden jälkeläisiä) näyttää tältä?

haplo1: 66,7 %
haplo2: 16,7 %
haplo3: 5,6 %
haplo4: 5,6 %
haplo5: 1,9 %
haplo6: 1,9 %
haplo7: 0,9 %
haplo8: 0,9 %

Tutkittu DLA-geenialue koostuu kolmesta eri geenistä (DRB1-, DQA1- ja DQB1- geenit), joilla on useita eri muotoja. Prosenttiluvut tarkoittavat kyseisen haplotyypin osuutta eli frekvenssiä tutkitussa joukossa (populaatiossa). Mitä monimuotoisempi rotu on, sitä useampia haplotyyppejä siitä löytyy.

Pelkkä haplotyyppien lukumäärä ei kuitenkaan yksinään kuvaa alueen monimuotoisuutta, vaan haplotyyppien tulisi myös jakautua tasaisesti populaation sisällä, jotta mikään niistä ei olisi välittömässä vaarassa hävitä ja jotta jonkin haplotyypin suhteen homotsygoottisten yksilöiden todennäköisyys olisi mahdollisimman pieni.

Esimerkissä haplotyyppejä on 8, ja niistä 4-6 on niin harvinaisia, että voivat hävitä, jos niiden säilyttämiseen ei keskitytä. Tietysti yleinenkin haplotyyppi voi hävitä ajan kanssa, koska geneettisesti pienessä populaatiossa satunnaisajautuminen (genetic drift) vaikuttaa voimakkaasti. Satunnaisajautuminen tarkoittaa sattumasta johtuvia alleelien osuuksien muutoksia. Populaation geneettiseen kokoon taas vaikuttavat geneettiset pullonkaulat, joita aiheuttavat esimerkiksi sodat ja populaation suppea jalostuskäyttö. Jos eläimiä käytetään jalostukseen monipuolisesti ja tasaisesti, alleelien häviäminen on hitaampaa.

Tulosta voidaan verrata muihin koirarotuihin. Lohen tutkimusryhmässä Helsingin yliopistossa on tutkittu usean rodun DLA-monimuotoisuutta:

Novascotiannoutajilta eli tollereilta on löydetty 5 eri haplotyyppiä. Suomalais-ruotsalaisissa tollereissa kahden yleisimmän haplotyypin osuus on 75 % (75 %:lla koirista on jompikumpi näistä haplotyypeistä). Tutkimus tehtiin 178 koirasta.

Löwcheneiltä on löydetty 8 eri haplotyyppiä, joista yleisin on 44 %:lla koirista ja kahdesta yleisimmästä vähintään jompikumpi 60 %:lla koirista. Tutkimus tehtiin 72 koirasta.

Salukeilta on löytynyt 24 eri haplotyyppiä, joista yleisin on 70 %:lla koirista. Syyriasta tuoduilta, rotuun otetuilta salukeilta on löytynyt haplotyyppejä, joita ei ole muilla salukeilla. Tutkimus tehtiin 94 koirasta.

Islanninlammaskoirilta on löydetty 10 eri haplotyyppiä. Tutkimus tehtiin 58 koirasta.

- länsisiperianlaikoilta löydettiin 10 haplotyyppiä. Tutkimus tehtiin 13 koirasta.

Katariina Mäki ja Päivi Jokinen

Myös jackrussellinterriereiden haplotyyppejä tutkitaan parhaillaan Lohen ryhmässä. 77 russelista on löydetty 20 erilaista haplotyyppiä, joista muutama on ennen löytämättömiä. Suurin osa tutkituista koirista on ollut heterotsygootteja, ja haplotyypit vaikuttavat jakaantuneen suhteellisen tasaisesti populaation sisällä.

Jossain muussa tutkimuksessa "Jack Russell Terrier" -nimikkeellä kulkevista koirista on löydetty aiemmin myös 20 haplotyyppiä, mutta koska kyse oli ulkomaalaisesta tutkimuksesta kyse saattoi olla myös parsonrussellinterriereistä tai jostain kennelliittojen ulkopuolisesta populaatiosta.

Luennossaan 20.2.2010 Lohi otti krohmfohrländerit esimerkiksi rodusta, jossa haplotyyppejä on vähän (sama 5 kuin tollereilla), mutta jossa ne ovat jakautuneet tasaisesti populaation sisällä ja mainitsi, että n. 20 haplotyypin roduista russeleiden tilanne on salukeja parempi juuri sen takia, koska haplotyypit ovat jakautuneet kohtuullisen tasaisesti.

Maija Vilppo

Onko niin, että ei ole mielekästä puhua vain haplotyypistä, vaan pitää tietää mitä geenejä tarkastellaan? Jos näin on, niin miten esimerkiksi DLA-haplotyypissä tarkasteltavat geenit on valittu?

• MHC- geenialue (jota ihmisellä kutsutaan HLA:ksi ja koiralla DLA:ksi) sisältää siis lukuisia eri immuunipuolustukseen liittyviä geenejä. Nämä geenit ovat myös usein immunologisten sairauksien taustalla. Tämän alueen geeneillä pitää olla paljon "pelivaraa", jotta edes jollakulla populaatiossa olisi toimivat "geenialleelit" uutta pöpöä vastaan joku kaunis päivä.

• Kyseiset DRB, DQA ja DQB -geenit ovat nimenomaan hyvin usein esim. autoimmuunisairauksien taustalla myös ihmisillä (reuma, SLE, MS, jne..) Siis jokin niiden lukuisista eri muodoista (alleeleista).

• Yleensä genomi pyrkii tiettyyn "tasapainotilaan" eli pysyttelemään melko muuttumattomana, koska mutaatiot usein ovat haitallisia. Tämä alue on yksi poikkeus ja "pyrkii" päinvastaiseen jopa suosimalla sellaisia mutaatioita, jotka vaikuttavat proteiinin toimintaan. Toinen tapa on suosia heterotsygootteja esim. parinmuodostuksessa. (Lienee tuttu tarina..? tuoksu - parinvalinta..?) Jos tämä geenialue ei ole monimuotoinen, niin ei ole odotettavaa että muualla genomissa asiat olisi yhtään paremmin.

Päivi Jokinen

Onko juuri noiden geenien valintaan joku erityinen syy, esimerkiksi nuo autoimmuunisairaudet. Äkkiseltään kuvittelisi että koko MHC:n alueella toivottaisiin monimuotoisuutta. Vai onko ehkä niin, että noiden kolmen geenin monimuotoisuus ennustaisi hyvin koko MHC:n monimuotoisuutta?

Autoimmuunisairaudet on vain yksi esimerkki, siitä miten oleellista alueen monimuotoisuus on. Kaikki muutkin immunologiset häiriöt (allergiat, atopiat) voivat lisääntyä monimuotoisuuden vähetessä. MHC-alueen monimuotoisuus tarkoittaa myös vastustuskykyä erilaisia taudinaiheuttajia vastaan. MHC-alueelta löytyy myös linkkejä syöpään.
 
Kyseisen haplotyypin "tulos" kyllä on viite siitä, mitä ympärillä tapahtuu. Tämä (DRB, DQA, DQB) on ylivoimaisesti monimuotoisin geenirypäs, joten jos siellä ei enää ole vaihtelua, on aika outoa, jos sitä muualla olisi senkään vertaa.
 
Kaikki MHC-alueen geenit eivät ole koiralla monimuotoisia (polymorfinen oikea sana) eli sisällä erilaisia alleeleja, kuten vaikkapa DRA-geeni.
 
Varmaan perimmäinen syy juuri tuon haplotyypin käyttöön on se, että sitä on tutkittu eniten ja siitä on verrokkitietoa muista roduista ja lajeista. DRB on tietysti yksi polymorfisimpia lokuksia, joten sen mukaan ottaminen on järkevää sinänsä. Sitten on teknisiä syitä eli epävarmojen heterotsygoottien varmistaminen haplotyypin perusteella, missä juurikin aikaisempi sekvenssituntemus on välttämätön apu.

Päivi Jokinen

Lähteet

Hughes ym. 2010. Association of a dog leukocyte antigen class II haplotype with hypoadrenocorticism in Nova Scotia Duck Tolling Retrievers. Tissue Antigens 28.1.2010.

Janka 2009. Geenitutkimus, tilanne roduillamme sekä autoimmuunisairaudet. Springeri 1/2009 ja http://www.springerspanielit.com/jalostus/geenitutkimus_artikkeli.htm.

Kennedy ym. 2007. Major histocompatibility complex typing of dogs from Russia shows further dog leukocyte antigen diversity. Tissue Antigens 71, 151–156.

Wilbe ym. 2009. MHC class II polymorphism is associated with a canine SLE-related disease complex. Immunogenetics 61(8): 557-564.

Wilbe ym. 2010. Genome-wide association mapping identifies multiple loci for a canine SLE-related disease complex. Nature Genetics 31.1.2010.