https://frosthead.com

Teadlased ekstraheerivad DNA-d Seabiscuit'i kontidest, et selgitada välja, kuidas ta nii kiire oli

Seabikook polnud muljetavaldava välimusega hobune. Teda peeti üsna laisaks, eelistades pigem süüa ja magada oma kioskis kui treenida. Enamik võidusõiduvaldkondi kustutas ta pärast esimest 17 võistlust kaotades. Kuid Seabiscuitist sai lõpuks kõigi aegade üks armastatumaid tõupuhtaid tšempione - hääletati 1938. aasta hobuseks pärast seda, kui ta võitis 1938. aastal oma legendaarse matšivõistluse alavõistlusena Triple Crown'i võitja War Admirali vastu.

Molekulaarfüsioloogina on mind alati intrigeerinud arusaam, kuidas konkreetsed geenivariandid mõjutavad jõudlust, olgu siis kergejõustikus, õppimises või isegi kuidas organism areneb. Võistlussõit tundus selle idee uurimiseks paljutõotav, kuna edukad võistlushobused vajavad mitte ainult eliitfüüsilisi omadusi, vaid ka meistri vaimset meiki, mida mõnikord nimetatakse ka võitmise tahteks.

Siin Binghamtoni ülikoolis asuvas hobuste genoomika instituudis proovime paremini mõista geneetilist komponenti, mis on seotud tõupuhaste ja muude hobuste tõugude aretuse õnnestumisega. Samuti oleme huvitatud geenivariantide leidmisest, mis aitaksid hobuseid enne ja pärast võistluskarjääri. Oleme edukalt läbi viinud hobusefarmide testid kogu USA-s ning Lõuna-Aafrikas ja Uus-Meremaal, et aidata aretusotsuste tegemisel ja aidata neil varakult tuvastada, millised hobused tõenäoliselt rajale ei sobinud.

Mõni aasta tagasi võttis ühendust Jacqueline Cooper Seabiscuit Heritage Foundationist. Ta soovis geneetiliselt testida viienda põlvkonna Seabiscuit'i järeltulijat, mille nimi oli pronksmeri. Jacqueline küsis, kas Pronksmeri sekveneerimisel on võimalik saada mingit geneetilist teavet Seabiscuit'i kohta. * Kuid kuna Seabiscuit oli sugupuus juba nii kaugel, ei saanud meie labor tegelikult kindel olla, millised pronksmere geenid pärinevad tema kuulsalt suur-suur-suur vanaisa. See toimiks ainult siis, kui Seabiscuitist pärit võrdluskude oleks endiselt olemas - ebatõenäoline ettepanek alates sellest, kui ta suri 1947. aastal ja ta on maetud avalikus hauale Ridgewoodi rantšoisse Põhja-Californias.

seabiscuit2.jpg Seabiscuit 7-aastaseks saanud pensionieas koos mõne oma järglasega Ridgewoodi rantšos Californias. (AP)

Minu, Jacqueline'i ja Seabiscuit'i omaniku pojapoja Michael Howardi vahelise telefonikõne ajal mainis ta, et Seabiscuit'i kabjad eemaldati ja säilitati pärast meistri surma. Nüüd tekitas see minu huvi veelgi; minu laborirühmal on olnud suuri õnnestusi iidsetest luuproovidest mõistlikult puutumatu DNA kaevandamisel.

Selgus, et Seabiscuit'i hõbetatud kabjad - mõelge näiteks metalliga kaetud imikusussidele - olid näitusel Californias kõvavereliste sihtasutuses. Ehkki see pole tänapäeval tavapärane tava, oli ajalooliselt kombeks enne matmist mälestuskivi eemaldada meistrivõistluste hobuse kabjad. Hõbetatud kabjad olid sageli dekoratiivsed mementosid, mõnikord kasutati neid isegi sigarettide ja tikkude hoidmiseks.

mereannikook hõbe kabja.jpg Üks Seabiscuit'i hõbetatud kabjadest. Alumine osa on kabjasein, ülemine ja keskmine osa on hõbedased. (Jacqueline Cooper)

Kui meie labor sai kaks Seabiscuit'i kabja, oli nende puhul kõige märgatavam asi see, kui halvasti nad olid. Suur osa igast kabjast oli hõbekinga küljest ära tõmmanud. Parim sõna nende kirjeldamiseks oli kaltsukas. Ja õõnestatud ots oli igasse kabjasse nii sügavale, kartsime, et luud on hõbedamisprotsessi käigus proovidest täielikult eemaldatud. Otsustasime edasi liikuda ja vaadata, mida me võiksime leida.

Ph.D. üliõpilane Kate DeRosa puuris ülikoolilinnas iidse DNA ja kohtuekspertiisi laboratooriumi juhtiva Andy Merriwetheri abiga kabjadesse, lootes leida nn kirstu luu, hobuse kabjakapsli kõige alumine luu. Kate puurimisel muutus saadud pulber tumepruuniks, mis tähendas, et see oli luudeta aine, valgeks, mis viitab sellele, et kirstu luud olid alles.

Kate DeRosa.jpg Kate DeRosa võtab kabja alt välja kõik, mida ta saab. (Steven Tammariello)

Meie meeskond eemaldas pulbrilisest luust DNA. Tuuma-DNA oli mõnevõrra lagunenud, mis ei pannud meid proovide vanust ja karmi keemilist töötlust silmas pidades üllatuma, kui kabjad olid hõbedaprotsessi ajal kokku puutunud. Mitokondriaalne DNA oli aga terve. Me kasutasime seda proovide emalinnu kontrollimiseks ja kinnitamiseks, et kabjad olid tõepoolest pärit Seabiscuitist.

Kuigi kabjaproovi tuuma-DNA ei olnud puutumatu, suutis Kate siiski täieõiguslikes tõugudes osaliselt sekveneerida spetsiifilisi geene, mis olid seotud optimaalse võistluskaugusega. Leidsime, et Seabiscuitil oli geenivariante, mida sageli leidub hobustel, kes on head distantsijooksjad. Huvitav on see, et selle aluseks olid variandid väiksemates võidusõidgeenides, mida tavaliselt leidub sprindihobustel.

See pisut haruldane vastupidavuse ja kiiruse kombinatsioon näib peegelduvat meistri võistlusrekordis, kuna ta võitis võistlusi alates 5 furlongist (sprint) kuni 1¼ miili (vahemaa). Lisaks sellele on tänapäeva hobused, keda oleme selle genotüübiga tuvastanud, tavaliselt hilised bloomeerijad, kes võitsid oma esimese võistluse keskmiselt peaaegu kolm kuud hiljem kui hobused, kelle genotüüp on seotud eelharitusega. Kõlab nagu Seabiscuit võistlusrekord: temast ei saanud tõelist võidusõidutähte enne oma 4-aastast võistlushooaega.

seabiscuit hoof2.jpg Seabiscuit'i hõbetatud kabja põhi, eelpuurimine. Kaks puurimiskohta olid mõlemal pool kolmnurkse konna punkti, mis on analoogne inimese sõrmeotsaga. (Jacqueline Cooper)

Meie labor jätkab Seabiscuit'i genoomi uurimist, keskendudes geenidele, mis on seotud teiste füüsiliste omadustega, samuti geenidele, mis kontrollivad temperatuuriomadusi nagu agressiivsus, uudishimu ja koolitatavus. Võib-olla oli Seabiscuitil nendes käitumisgeenides variante, mis tekitasid tal uskumatust soovist võitu hoolimata tema ideaalsest vähem füüsilistest omadustest.

Selle uuringu kaudu loodavad koostööpartnerid saada aimu, millised geneetilised komponendid tegid Seabiscuitist selle suure ratsahobuse, kes ta oli. Me teame, et võistelnud tõupuhtad tõusid 20. sajandi alguses üsna teistsugused kui tänapäeva hobused, seetõttu on huvitav näha, kas Seabiscuit'i DNA on märgatavalt erinev kui tema tänapäevastel kolleegidel. Praegu ei ole Seabiscuit'i kloonimise võimalus võimalik, kuna tuuma-DNA ebapiisavas koguses ja halvas kvaliteedis võiksime taastuda.

* Toimetaja märkus, 31. oktoober 2018: Selle loo varasemas versioonis oli valesti öeldud, et Seabiscuit'i viienda põlvkonna järeltulija sai nime Bronze Star, kui tegelikult oli see pronksmeri. Selle fakti parandamiseks on lugu redigeeritud.


See artikkel avaldati algselt lehel The Conversation. Vestlus

Steven Tammariello, bioloogiateaduste dotsent ja New Yorgi osariigi Binghamtoni ülikooli hobuste genoomika instituudi direktor

Teadlased ekstraheerivad DNA-d Seabiscuit'i kontidest, et selgitada välja, kuidas ta nii kiire oli