「馴化」搞壞了狗狗的基因

/ 黃貞祥 ( 清華大學生命科學系助理教授 )

狗狗無疑是人類最好的朋友,愛狗的人類更是培育選拔出五花八門的純種狗。可是科學家發現,人類的育種讓狗狗帶了更多不良的基因突變。

舉例來說,人類培養出的黑狗,讓牠們帶有較多拷貝數的KITLG基因,這讓牠們的爪床容易發生鱗狀細胞癌,那是一類上皮組織細胞、鱗狀細胞產生病變的癌症。

人類雖然可能挑選了較討喜的灰狼培育為狗,但在人擇的過程中,可能少不了近親繁衍,也無法剔除不良基因。  取自網路

人類在馴養狗狗的過程中,可能挑了較討喜的灰狼,例如比較溫馴又機智能幫人狩獵的這人擇的過程中不免有或多或少的近親繁殖雖然挑出了好的性狀,但如果牠們祖先有不良的基因,也容易傳遞給後代子孫,而後代的遺傳多樣性的變低,使不良基因更難被剔除。

並非所有突變都是有害的,有相當大比例的DNA突變是中性的,可是倘若DNA的突變改變了蛋白質的序列和結構,那麼就有可能對蛋白質功能產生不良影響。有些不良突變會被天擇淘汰,可是在人工育種的情況下,不良突變倘若接近有利的突變,反而會被人類給挑選出來。又或者有些突變是人類喜愛的,可是卻有不良副作用。

為了瞭解馴化的過程對現代家犬的影響,美國加州大學洛杉磯分校的族群遺傳學家Kirk Lohmueller和Clare Marsden分析了屬於34種純種狗的46隻狗的基因體。他們把這些純種狗的基因體,和19隻灰狼、25隻鄉村狗及金豺的基因體作了比較。

人類培育出的黑狗,因帶有KITLG基因,讓牠們容易發生容易發生鱗狀細胞癌。取自網路

他們發現,和狼相比,狗的基因體中確實含有較多不良突變。不過生活在較與世隔絕地方的狼,例如美國五大湖裡的皇家島或西藏地區的狼,基因體內的不良突變數量也不遑多讓。他們還發現,與狼相比,狗有多22%帶有不良突變的基因是同型合子,牠們平均也多了115個不良突變,這顯然是育種所造成的副作用這個研究結果發表在《美國國家科學院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)。

這個研究不僅能夠讓我們瞭解馴化對狗狗的影響,也能夠用來探討族群數減少或近親繁殖對其他動物,例如孤立的的族群或瀕危的動物之影響,讓保育生物學家研討出對策來讓瀕危動物在野外或圈養時保有適當族群大小。

原學術論文:Marsden CD, et al. Bottlenecks and selective sweeps during domestication have increased deleterious genetic variation in dogs. PNAS, 2015. DOI: 10.1073/pnas.1512501113

參考資料:

1. Cathleen O'Grady. Domestication was bad news for doggy DNA. Ars Technica. Dec 23, 2015.

 2. Karen Kaplan. Dog domestication saddled man's best friend with defective genes, study says. Dec 29, 2015.

 3. Sindya N. Bhanoo. Domesticated Dogs Lag in Reproduction. New York Times. Dec. 21, 2015.

本文原出自臺灣大學科學教育發展中心,其他單位須經同意始可轉載。

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