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DNA-Diagnostik für den Hund und die Zucht
Jörg T. EpplenRuhr-Universität, Bochumhttp://www.rub.de/mhg/
Einleitung
Exterieur
Zucht
Mutationen und Erbleiden
Zucht-Politik
DNA-Diagnostikfür den Hund und die Zucht
Taymir-“Wolf“
35 000 Jahre
grauerWolf
Arktis-Rassen
Canis lupusfamiliaris
>30 000 Jahre ?
Skoglund et al. Curr Biol. 2015
Wie entstand der Hund?
Frantz et al. Science 2016
Aufspaltungostasiat. +
Westeurop.Hunde: ≥2Ursprünge
Einleitung
Exterieur
Zucht
Mutationen und Erbleiden
Zucht-Politik
DNA-Diagnostikfür den Hund und die Zucht
Weimaraner sind grau
DNA-Tests für Exterieur
Weimaraner X Weimaraner
fehlfarbener Weimaraner
Weimaraner X blue weim
? Weimaraner ?
DNA-Tests: hilfreich hilfreich
Asta von Bokelo
Banjo von GrauthoffJule von Dianaburg
KIT -Genmutationen
PiebaldismusMastocytose
gastrointestinale Stromatumore
Keimzelltumore
KIT-Mutationenin Mastzelltumoren beim Hund
Letard S et al. Mol Cancer Res 2008;6:1137-1145
Weimaraner mit Abzeichen
weiße Abzeichen - Beiwerkder Domestikation + Zucht
auch der Zucht…
Erblichkeit: weiße Abzeichen
Auenland G-Wurf
Donna vom Auenland
Domestikations-Syndrom(Wilkins et al. 2014)
kürzereSchnauze
Gehirngröße↓
↓ Zahn-größe
weißeAbzeichen
Nebennieren
Ruten-Veränderungen
vegetativeGanglions
Behang
Wilkins et al. Genetics 2014;197:795
Selektion auf Zahmheit
Neuralleisten-Einfluß ↓„milde Cristopathie“
NNR-Funktion ↓vegetative Ganglionaktivität ↓
→ Stress ↓
→ Furcht vor Menschen ↓
weiße Abzeichen (Melanozyten ↓)
veränd. Behang (Chondrocyten ↓)
kürzere Schnauze/Kiefer (Osteoblasten ↓)
kleinere Zähne (Odontoblasten ↓)
Gehirngröße ↓
direkte Folge des ↓ Neuralleisten-Einfluß
selektiert Nebeneffekte (unselektiert)
Wilkins et al. Genetics 2014
Einleitung
Exterieur
Zucht
Mutationen und Erbleiden
Zucht-Politik
DNA-Diagnostikfür den Hund und die Zucht
2014 BOB Doc's Greyborn North Star of Acadia1949 BOB Y-Mar's Alaric
Zucht-“Erfolg“
2015 BOB Enjoy the wind Fumo1949 BOB Y-Mar's Alaric
Zucht-“Erfolg“
1902 Peter von Pritschen 2013 Aschera von Athaba
Zucht-“Erfolg“
WeimaranerLanghaar-Zucht
Mella
Weimaraner Kurzhaar-Zucht
Xylona
WeimaranerKurz- vs. Langhaar
Mella
Xylona
„genetische Vielfalt“ ↑↑
bei backyard-bred Weims
1870
kleinerePopulation
kleine Population
↓ Repro-duktion
↑ Mor-talität
In-zucht
genet. drift
extrem heterozygot
LundehundAlaska Schlittenhunde
beinahe homozygot
Lundehund: genetische Flaschenhälse
LadyMorsk Pan ?
Piljo BusterRune Rind Eir
1 Welpe 3 Welpen 9 Welpen 5 Welpen 7 Welpen
? ?
Mosti ?Kvikk 2
1 ♀ + 1 ♂ Vorfahre
↓ Heterozygotie ist nachteilig
Bildung
Kognition
Körpergröße
BMI
Taille/Hüft Relation
FEV1/FVC
forc. Ausatmen (FEV)
diastol. Blutdruck
systol. Blutdruck
Plasma-Glukose nach Fasten
Hämoglobin A1c
Insulin nach Fasten
HDL Cholesterol
LDL Cholesterol
Triglyceride
Gesamt-Cholesterol
354 224 Menschen
5 identische Bubbles
Clone
Clone
mittlere Heterozygotie in Rassen
Hovawart
Schäferhund
Boxer
Sharpei
Chow-Chow
Akita
Pinscher
Zwergschnauzer
Mittelschnauzer
Riesenschnauzer
Weimaraner
Großer Münsterländer
„Schnauzer-Schläge“ - Verwandschaften
Einleitung
Exterieur
Zucht
Mutationen und Erbleiden
Zucht-Politik
DNA-Diagnostikfür den Hund und die Zucht
Hunde sehen Farben
Hund
farbtüchtiger Mensch
700 600 500 400
Wellenlänge (nm)
Progressive Retina-Atrophie (PRA)
progessive Retinaatrophie (PRA)
PRAnormal
Zapfen + Stäbchen
äußere Kernschicht
innere Kernschicht
Ganglionzellen
Pigmentepithel
kartierte und identifizierte Retina-Gene
kartierte Gene
identifizierteGene
PRA: such den einzigen Fauligen unter 372 000
PRA bei Schapendoes
3/04Genom-Screen
7/051. Gen charakterisiert
6/2005Chromosom identifiziert
2/0811. Gen
8/20062. Gen
PRA bei Schapendoes + Weimaraner
3/04genome screen
7/051. gene
charakterised6/2005chromosome identified
2/0811. gene
8/20062. gene
7/15Exomsequen-ziert
8/151.-15. Gene
9/15
Erbleiden ?
C EAF B
I…G… H… K…
D N
Erbleiden ?
C EAF B
I…G… H… K…
D N
DNA-Biobank
ND
C EAF B
G… H… K… I…
Mutationsträger
CE EAF B
GE… HE… KE…
ND
IE…
LE…JE…
AS…
ME…
1 3 5 7 9 11 Exons
5 7 9 11 Exons
Stückverlust im Gen (Deletion)
→ kein funktionierendes Protein
→ Netzhautdegeneration → Sehstörungen
zur Begutachtung / Mutationstest
83/07 50/06109/0611/04 372/10
24/14 – 30/14 17/11 – 26/11 11/12 – 22/12 1/13 – 10/13
V01280 366/00
24/11
343/09
1/15 – 9/15 ..... ..... ..... ..... .....
306/14 – 310/14 260/13 – 266/13..... .....
372/10 343/09
68 Hunde
PRA in Schapendoes
3/04Genom-Screen
7/051. Gen charakterisiert
6/2005Chromosom identifiziert
2/0811. Gen
8/20062. Gen
2/15Konse-quenzen
alle Chromosomen 20 vor DNA-Test
10%20%
alle Chromosomen 20 nach selektiver Zucht gegen PRA
12,5%
alle Chromosomen 20 bei Exterieur-geleiteter Zucht
25%
alle Chromosomen 20: ↓ variabel
10%
Ccdc66 Gen auf Chromosom 20
Ccdc66
Ccdc66
haplotype frequencies including 2 flanking markers variable Marker flankieren Ccdc66 Gen
2015Mutation
A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V
35%
30%
25%
20%
15%
10%
5%
neu
→ neue Haplotypen, genetische Variabilität ↑
2004
Folgen konsequenten Ausmerzensder PRA-Mutation bei Schapendoes
► Mutation-Frequenz ↓
► paradox: genet. Vielfalt ↓ sondern ↑ - warum ?
► geänderte Zuchtstrategie:
alte Linien reaktiviert
Denksport: weise Zucht-Politik
X
DNA-Tests für häufige Leiden
multifaktorielle Erkrankungen (HD, Atopie, Epilepsie, Krebs,
Autoimmun-Leiden, Magendrehung)
>600 Wachstumsgene bei Mensch
genetische Beratung vor DNA-Test
Einleitung
Exterieur
Zucht
Mutationen und Erbleiden
Zucht-Politik
DNA-Diagnostikfür den Hund und die Zucht
Rasse: predictable genetic package
Rasse: predictable genetic package
frühe Entwicklung von Hunde-Landrassen: Funktion im Vordergrund, Form sekundär
Nussbaumer und Huber (1983): Eine Hunderasse wird als Gruppe von Individuen definiert, die durch gerichtete menschliche Selektion auf ein gestelltes Endziel (Standard) in Bezug auf morphologische Merkmale, Leistungsfähigkeit und Psyche während mehrerer registrierter Generationen gezüchtet worden sind. Am Ende soll für möglichst viele Merkmale Reinerbigkeit erreicht werden.
Wolf HerreRassen sind vom Menschen in sexueller Isolation gehaltene, verbreitete Untereinheiten einer Art, welche sich in mehreren Merkmalen und Erbeinheiten voneinander unterscheiden... Dem subjektiven Ermessen bei der Umgrenzung und Merkmalsauswahl ist ein weites Feld gelassen.
zur Rasse-Definition
Weimaraner DNA-Biobank 2005-2016
2005 2007 2009 2011 2013 2015 2016
261 Zwinger≤29 Hunde/Zwinger
15 Länder
51.1% ♀♀
73.6% Kurzhaar
Gene für Exterieur„ „ Verhalten„ „ …
0
200
400
600
800
1000
1200
DNA-Biobanken 2005-2016
Weimaraner
2005 2007 2009 2011 2013 2015 2016
Große MünsterländerJagdteckel
Wachtel
0
200
400
600
800
1000
1200
Lundehund
ad Zucht-Politik
Heutige Rassen sind extrem wertvoll
DNA-Tests bedächtig + sparsam einsetzen keine Test-Batterien
Genetische Vielfalt bewahren Zuchtpopulation testen
DNA-Biobank einrichten und pflegen Abstammungstest redundant
Nachgedachtes
intelligenter Umgang mit DNA-Tests
- DNA-Biobanken unerlässlich
genetische Vielfalt: 3 Vs
- Vorfahren-Verlust vermeiden
schöner ?
gesünder ?
intelligenter ?
Mode ↔ Funktion: Hunderassen-Popularität
Ghirlanda, Acerbi, Herzog, Serpell 2013
Hunderassen von 1926-2005- Popularität der Rasse unabhängig von
-- Gesundheit/Langlebigkeit-- Verhalten (Aggression, Trainierbarkeit,
Furcht)
ABER populäre Rassen haben mehr Erbleiden
humane + canine Genetik
ENCODE Encyclopedia of DNA Elements FANTOMS Functional Annotation of Mammalian
Genomes
CanFam Dog Genome Assembly
Rassen/ Tests
Schläge
∑ >250 >400
genetische Tests - was ist sinnvoll ?DNA-Biobank
„einfache“ DNA Tests
DNA-Test Batterien / Gen chips
gesamte Exom- / Genom-Analysen
Rasse- (Populations-) Untersuchungen
weitere Diskussionspunkte
- Identifikation- DNA-Test und gezielte Verpaarung- vorrangige Forschungsprojekte- DNA + (Hundeklub-Politik)- wirtschaftliche Aspekte
• autosomal dominante Vererbung – Mutationsträger vermeidenZuchtsperre für Mutationsträger
• autosomal rezessive Vererbung – Homozygote vermeidenohne Gentest:
a) bevorzugt Mutations-freie verpaarenb) heterozygote Mutationsträger nur
mit sicher Mutations-freien verpaarenmit obligatorischem Gentest: gezielte Verpaarung (auch von
Mutationsträgern), Vermeidung von Homozygoten
Überlegungen zu Zucht-Richtlinienbei schweren Erbdefekten
„Wissenschaft erforscht Wirklichkeit, (Vereins-)Politik gestaltet sie.“
Kunst des Züchtens
Hunde-Verstand
Glück
Praxis-Erfahrung
Beurteilungs-Kompetenz
Genetik
Verantwortung
1100100001000000100000000
Afrika
Eurasien
Amerika
100 000 000 1 000 000 10 000 100 1
Jahre vor heute
evol. Modell: Hund/Mensch-Interaktion
Schmarotzer: früher Hund
kommt leichter an mehr Futter
Mitesser: Hund kommt leichter
an Futter innerhalb der Gruppe
Lebensgemeinschaft: Hund im sozialen Netzwerk der Familie
Rassehunde
