tisdag 25 september 2018

DNA KAN INTE LJUGA

Den här artikelserien, som började vid midsommar och slutar nu, har tittat in på flera raser och deras olika genetiska problem. Lundehund. Doberman. Boxer. Bullterrier. Collie.
Här möter ni flera av dem igen - plus ett antal andra - i ett blogginlägg, som liknar en svensk deckare. Man trampar sig mödosamt fram genom alla beskrivningarna i inledningen, men de gastkramande grejorna kommer på slutet.  Det  handlar om verkliga inavelsgrader. De är inte vad vi tror att de är.


Förr fanns ett enda sätt att beräkna inavelsgrad eller COI, coefficient of inbreeding, som är den andel av ett djurs gener som i genomsnitt är identiska med generna hos andra djur av samma ras med sluten stambok, alltså mera eller mindre släkt. Man fick använda stamtavlan. Så görs det fortfarande i angivandet av COI – standard är COI beräknad på tre, eller fem, eller sex, generationers stamtavla; någon enstaka gång på tio. Att gå längre bak än så kräver mycket tid och/eller datorkapacitet. Samvetsgranna uppfödare har legat på mage på golvet med enorma pappersark och många kvällars jobb framför sig och ändå inte haft en rimlig chans att få till det över mera än några generationer. För även om man har tiden och tålamodet, blir namnen och generationerna och släktskapsbanden mellan dem för många. Och framförallt bygger metoden på att namnen på papperet finns där, att förfäderna går att hitta, hela vägen bakåt till rasens första grundare, och att det är rätt namn - och det finns ingen garanti för någondera. Om det finns en tom plats i förfädersleden elva generationer längre bak på ena sidan och på andra sidan fjorton generationer längre bak, vad skall den stackars uppfödaren göra åt saken? Och vad händer om den där rätt så obesläktade hanen från en annan kennel fem led bakåt i stamtavlan i själva verket var tikens bror eller far? Oavsett om det berodde på en uppfödare, som ville ”prägla” avkomman lite extra (vilket förmodligen har hänt ) eller om det berodde på hundars utmärkta förmåga att fixa sina parningar på egen hand (vilket alldeles säkert har inträffat), så blir inavelsberäkningen fel.
Det är säkrare att mäta direkt från verkligheten och titta på de hundar som lever idag. Man tittar på DNA. DNA kan inte ljuga, som en genetiker sa.

Sedan några år tillbaka kan man använda två metoder till förutom stamtavlan. Båda är baserade på DNA och har en sak gemensam: de ger alltid högre värden för släktskap än vad stamtavleberäkningarna gör.
Den ena metoden använder sig av något som kallas SNP, single nucleotide pairs, och jämför vissa enskilda baspar i ett antal gener hos flera hundar av samma ras. Är de ofta olika? Skiljer de sig lite ibland? Är de ofta identiska? Man försöker undvika gener i områden, som man redan vet är likadana hos alla hundar av rasen – om man till exempel skulle få för sig att titta på SNP i området för genen för svart pälsfärg i en ras där varenda hund är svart, skulle man få ett orättvist högt värde för likadana SNP och tro, att hundarnas genetiska likformighet var större än den är. De tidiga beräkningarna av SNP använde jämförelsevis få baspar och anses idag ge för grova mått: man fångar inte så mycket fisk med nät, som har väldigt stora maskor. De senaste använder fler baspar och ses som  mera träffsäkra. Tabellen visar exempel på skillnader i inavelsgrad för några olika raser beroende på om man beräknar utifrån stamtavlan i alla generationer eller mäter direkt från DNA med SNP-metoden över 173 600 olika baspar.


  
Tabellen är hämtad från Carol Beuchats inlägg Inbreeding of purebred dogs determined from DNA och publiceras med hennes tillåtelse. Ped-full = stamtavleCOI beräknad på alla generationer från rasens början

Ni ser själva, att skillnaderna är stora mellan stamtavleanalysen och de faktiska hundarnas DNA. Enda rasen som har högre inavelskoefficient på papperet än i DNA-mätningarna är den allra yngsta rasen, den mest kortast sluten stambokstid och lägst antal generationer. ACD har i helstamtavleanalysen en inavelskoefficient på 6,4%, men DNA mätt via SNP visar på 18,5%.  Golden, i USA precis som här en av de mest populära raserna, har hos de genomgångna hundarna en stamtavlebaserad inavelsgrad på 16%. Det kan man tycka är illa nog, eftersom det ligger över halvsyskonparning i släktskap; men SNP-analysen hittar genetisk samstämmighet i drygt 28%. Basenji ser ut att ha en inavelsgrad på drygt 22% räknat på hela stamtavlan tillbaka till ett fåtal importerade afrikanska ursprungshundar, men 53% beräknat från SNP! Det finns som sagt inga ord i vårt språk för en sådan grad av släktskap. Men någonstans läser jag, att en COI på 50% motsvarar tre generationers helsyskonparningar.

                                                       * * *


 Beuchats tabell ovan baseras på en en vetenskaplig rapport publicerad i tidskriften Company of Biologists i slutet av 2016:

RESEARCH ARTICLE
Whole genome sequence, SNP chips and pedigree structure: building demographic profiles in domestic dog breeds to optimize genetic trait mapping
Dayna L. Dreger, Maud Rimbault, Brian W. Davis, Adrienne Bhatnagar, Heidi G. Parker, Elaine A. Ostrander
Disease Models & Mechanisms 2016 : dmm.027037 doi: 10.1242/dmm.027037 Published 17 November 2016





Assessment of inbreeding coefficients by data type
The breed average inbreeding coefficient (F) was calculated three ways: (1) pedigree analysis from five generations, ten generations or the entire breed reference pedigree; (2) from SNP genotype homozygosity analysis averaged over multiple dogs per breed; and (3) from WGS homozygosity analysis of one dog per breed.


Inavelsgraden för 80 renraser bedömdes alltså på tre sätt. Först gjordes en stamtavleanalys på fem generationer, tio generationer och slutligen hela stamtavlan av tio hundar i varje ras. Sedan gjorde man en uppskattning av genetisk likformighet, homozygoti, med SNP-metoden på samma hundar i varje ras. Slutligen gjorde man en hel genomanalys, en WGS (whole genome sequencing)  av en hund från varje ras– sammanlagt 800 hundar från 80 AKC-raser.
Och så jämförde man resultaten med varandra. Det är poängen med den här studien: man samkör tre olika metoder. En metod som man vet har lägre säkerhet, stamtavlan; en metod med högre men fortfarande otillräcklig säkerhet, SNP-analysen; och en metod som inte kan visa fel, men som man (av kostnadsskäl) bara gör på en hund, alltså avläsning av hela den genetiska koden med kontroll av hur långa sträckor av homozygota (dubblerade) gener som finns där. Långa sträckor av homozygoti (förkortat RoH, runs of homozygosity) skapas genom inavel. Ju intensivare och ju längre man har inavlat, desto längre blir de likformiga genavsnitten.
När man ställer upp de tre metoderna intill varandra, vad blir det då för resultat? Rafflande.

Bodil Carlsson 

Inga kommentarer:

Skicka en kommentar