Indudablemente, los perros son especiales. Sin embargo, usted quizás no sea consciente de que estudiar su genoma puede originar grandes avances en la salud humana. Así que la próxima vez que contemple entrañablemente los ojos de un perro o un rasguño detrás de sus orejas, fíjese en la longitud de su hocico o el tamaño de su cuerpo. Aunque los atributos pueden variar mucho entre las razas, un equipo de estudiosos codirigido por investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Stanford, la Universidad de Cornell y el Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano ha descubierto que estos atributos son solamente determinados por unas pocas regiones genéticas.

El descubrimiento demuestra que el estudio de las diferencias genéticas entre las razas de perros puede en definitiva ayudarnos a comprender los rasgos biomédicos humanos, tales como la estatura, el color de cabello y el peso corporal, que normalmente están influenciados por el impacto neto de cientos de diferentes genes en nuestras especies. La identificación de las regiones donde los perros alojan los cambios genéticos entre las razas proporcionará claves fundamentales sobre los lugares donde los investigadores podrían encontrar mutaciones importantes para la salud y las enfermedades de los seres humanos.

El estudio describe el análisis genético más completo que se ha realizado en perros hasta la fecha. En éste los investigadores determinaron el genotipo de más de 900 perros, evaluaron cerca de 60 rasgos físicos específicos, y descubrieron que sólo unas pocas regiones genéticas determinan en gran medida la apariencia de un perro.

«Hemos descubierto que solamente son necesarias seis o siete regiones en el genoma para explicar alrededor del 80 por ciento de las diferencias de tamaño y peso entre las razas de perros», dijo Carlos Bustamante, PhD, profesor de genética en Stanford. «En los humanos, estas diferencias son controladas por cientos si no miles de variantes».

La investigación fue publicada el 10 de agosto en Public Library of Science-Biology. Bustamante es co-autor principal del estudio, el investigador asociado de Stanford Adam Boyko, PhD, es también uno de los tres co-autores principales, al igual que Elaine Ostrander, PhD, miembro del Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano. Bustamante y Boyko comenzaron el trabajo de investigación cuando estaban en Cornell.

El trabajo es producto de un intenso proyecto de colaboración denominado CanMap, que abarca a varios grupos de todo el país, incluyendo al NHGRI, Cornell, la Universidad de California – Los Ángeles y ahora Stanford. Los grupos de CanMap están utilizando al perro como un sistema modelo para identificar las regiones genómicas responsables de muchas características físicas fundamentales. Aunque los grupos han informado previamente algunas relaciones, incluyendo una asociación entre el pequeño tamaño corporal y un gen llamado IGF-1, por primera vez se han identificado muchas otras relaciones en este nuevo análisis.

Los perros han sido nuestros compañeros y protectores durante miles de años. Durante este tiempo, los perros se adaptaron a vivir cerca de los asentamientos humanos en gran medida mediante la selección natural para poder sobrevivir entre las personas. Pero hace poco, los seres humanos hemos decidido tomar las cosas en nuestras propias manos. Impulsados algunas veces por el amor a la novedad y otras veces por la utilidad, nuestras campañas de reproducción incesante nos han dejado con el gran danés y el chihuahua, el collie y el bulldog, y muchos más. Como resultado de nuestra intromisión, el perro es ahora el animal físicamente más diverso de la tierra.

«Este vertiginoso despliegue de variantes morfológicas se ha desarrollado de una manera extraordinariamente rápida en términos de períodos de evolución, debido a la estupenda selección realizada por los seres humanos», dijo Bustamante. «La mayoría de razas de perros sólo tienen un par de cientos de años».

En total, se utilizaron cerca de 57 rasgos fenotípicos para diferenciar visualmente una raza de otra, como el tamaño corporal, la longitud del hocico y el tipo de oreja. El proyecto CanMap se propuso identificar qué regiones del genoma del perro contribuyeron a cada uno de estos diferentes rasgos. No sabían si las diferencias en la apariencia entre una raza y otra se habían originado por las múltiples mutaciones genéticas, cada una de las que hace una pequeña contribución a la apariencia del perro, o si se debían sólo unos pocos poderosos cambios.

Para responder a la pregunta, el equipo del NHGRI determinó el genotipo de más de 60.000 cambios genéticos simples llamados SNP (por polimorfismos de nucleótido simple) en 915 perros. El estudio incluyo a perros representantes de 80 razas domésticas, 83 cánidos salvajes, como lobos, zorros y coyotes, y 10 perros de aldeas egipcias – domesticados pero de ninguna raza en particular.

Los investigadores del CanMap utilizaron los SNP para identificar los fragmentos de ADN que comparten los perros de una misma raza. Descubrieron que cuando los perros de raza pura compartían grandes fragmentos de ADN con otros miembros de su raza, los perros salvajes y mestizos variaban más. Luego vieron qué regiones variaban los rasgos físicos específicos de una raza a otra.

Los investigadores descubrieron que – a diferencia de los seres humanos – muy pocas regiones genéticas determinan muchos de los rasgos físicos en los perros. Por ejemplo, un perro con la versión A de la región de la “longitud del hocico” puede tener un hocico largo y delgado, mientras que la versión B confiere una nariz más estándar y la versión C un hocico anormalmente corto. Y digamos que X, Y y Z en la región de la “longitud de las patas” concede una serie de tamaños entre pequeños y grandes. Eso significaría que en este ejemplo un perro A/X tendrá un hocico delgado y patas cortas como un perro salchicha. C/Y podría ser un bulldog, mientras que B/Z podría ser más un Labrador. Gracias a esta mezcla y combinación de fragmentos de ADN, los criadores pudieron llegar a razas tan diversas en un período relativamente corto de tiempo.

Determinar las diferencias entre las razas de perros puede parecer intrascendente, pero tiene importantes implicaciones para la salud humana.

«Entender las bases genéticas de los complejos rasgos en el ser humano es difícil porque muchos genes diferentes pueden influir en un rasgo particular», explicó Bustamante. «Contar con sistemas modelo, como ratones y perros, es fundamental para dar sentido a la biología. Por ejemplo, una de las asociaciones más fuertes en la genética humana es entre el tamaño y una variante común en un gen llamado HMGA2. En nuestro estudio, también vimos una fuerte asociación entre el tamaño corporal y el HMGA2 (del mismo modo que vemos en el IGF-1 en humanos, ratones y perros y la variación de tamaño corporal en cada especie). Esto sugiere que estudiar lo subyacente en la asociación HMGA2 en perros podría ayudarnos a entender la relación en los seres humanos. De esta manera, los perros son un fantástico sistema modelo ya que complementan la genética del ratón y del humano».

En el futuro, los investigadores planean investigar si los rasgos de comportamiento del perro pueden estar vinculados a determinadas regiones del genoma, y la forma en que estas regiones pueden ser importantes para el comportamiento de los mamíferos.

Además de Bustamante y Boyko, Keyan Zhao, PhD y becario postdoctoral de Stanford, participó en el estudio. Los otros dos co-autores principales son Pascale Quignon, PhD, un ex becario postdoctoral de Ostrander en NHGRI, y Li Lin, PhD, un ex estudiante de posgrado de Bustamante en Cornell. Otros colaboradores incluyen a investigadores de Cornell, del NHGRI, UCLA, Affymetrix Corp y la Universidad de Missouri.

La investigación fue financiada por los Institutos Nacionales de la Salud, National Science Foundation, Cornell Center for Vertebrate Genomics y NHGRI.

Fuente:
Krista Conger
Stanford University Medical Center