https://frosthead.com

Учените извличат ДНК от копитата на Seabiscuit, за да разберат как е толкова бърз

Морският бисквити не беше кон с впечатляващ вид. Смяташе се за доста мързелив, предпочиташе да яде и да спи в сергията си, а не да спортува. Той бе уволнен от повечето състезателни индустрии, след като загуби първите си 17 състезания. Но Seabiscuit в крайна сметка се превърна в един от най-обичаните чистокръвни шампиони на всички времена - гласува Кон на годината през 1938 г., след като спечели легендарната си надпревара за мачове като неотстъпчивост срещу победителя в „Троен корон“ War Admiral през 1938 година.

Като молекулен физиолог винаги ме е заинтригувала концепцията за разбирането на това как конкретни генни варианти могат да повлияят на производителността, независимо дали в атлетиката, ученето или дори как се развива един организъм. Пълнолистните състезания изглеждаха обещаваща арена за изучаване на тази идея, тъй като успешните състезателни кончета се нуждаят не само от елитни физически качества, но и от менталния състав на шампион, понякога наричан „воля за победа“.

В Института за геномика на конете тук, в университета в Бингхамтън, се опитваме да разберем по-добре генетичните компоненти, свързани с успеха в развъждането на чистокръвни и други породи коне. Също така се интересуваме от намирането на генни варианти, които биха могли да помогнат на конете преди и след състезателните им кариери. Успешно провеждаме тестове за коне за ферми в САЩ и в Южна Африка и Нова Зеландия, за да помогнем с решения за разплод и да им помогнем да открият рано кои коне вероятно не са подходящи за пистата.

Преди няколко години Жаклин Купър от Фондацията за наследство на Seabiscuit се свърза. Тя искаше генетично да тества потомък на пето поколение на Seabiscuit, наречен Бронзово море, за размножаване. Жаклин попита дали някаква генетична информация за Seabiscuit може да бъде получена от секвениране на Бронзово море. * Но тъй като Seabiscuit беше толкова далеч в родословието, нашата лаборатория наистина не можеше да бъде сигурна кой от гените на Бронзово море идва от неговия известен пра-пра-пра-велик дядо. Той би работил само ако тъканта за сравнение от Seabiscuit все още съществува - малко вероятно предложение, тъй като той е починал през 1947 г. и е погребан в неразкрит гроб в ранчото на Ridgewood в Северна Калифорния.

seabiscuit2.jpg Seabiscuit като пенсиониран 7-годишен, с част от неговото потомство в ранчото Ridgewood в Калифорния. (АР)

По време на групов телефонен разговор между мен, Жаклин и Майкъл Хауърд, правнукът на собственика на Seabiscuit, той спомена, че копитата на Seabiscuit са премахнати и запазени, след като шампионът умря. Сега това предизвика интереса ми; моята лабораторна група има голям успех, извличайки разумно непокътната ДНК от древни костни проби.

Оказа се, че сребърните копита на Seabiscuit - помислете за бебешки обувки, покрити с метал - са били изложени в Калифорнийската фондация Thoroughbred Foundation. Въпреки че не е обичайна практика днес, в исторически план е било обичайно да се премахват копитата на шампионско състезателно конче като задържане преди погребението. Сребристите копита често служеха като декоративни спомени, понякога дори се използват за държане на цигари и кибрит.

морски бисквити сребърно копито.jpg Един от сребристите копита на Seabiscuit. Долната част е стената на копита, докато горната и средната част са сребърни. (Жаклин Купър)

Когато нашата лаборатория получи две копита на Seabiscuit, най-забележимото при тях беше колко влошени са те. Голяма част от всяко копито се бе отдръпнала от сребърната обувка. Най-добрата дума, която да ги опише, беше парцалена. И издълбаният връх беше толкова дълбоко във всяко копито, че се страхувахме, че костите са били напълно отстранени от пробите по време на процеса на сребро. Решихме да продължим напред и да видим какво можем да намерим.

Доцент доктор. студентката Кейт ДеРоза с помощта на Анди Мериуетер, който ръководи Древната ДНК и криминалистична лаборатория в кампуса, пробит в копитата, надявайки се да открие това, което се нарича ковчежна кост, най-долната кост във вътрешността на капсула за копита. Докато Кейт пробива, полученият прах се превръща от тъмнокафяв, което означава, че е не-костно вещество, до бяло, което предполага, че костите на ковчега наистина все още са там.

Kate DeRosa.jpg Кейт ДеРоза извлича каквото може от дъното на копита. (Стивън Тамариело)

Екипът ни продължи да извлича ДНК от прахообразната кост. Ядрената ДНК беше донякъде разградена, което не ни изненада предвид възрастта на пробите и тежката химическа обработка, на която бяха подложени копитата по време на процеса на сребро. Митохондриалната ДНК обаче беше непокътната. Използвахме го, за да проверим родовия род на пробите и да потвърдим, че копитата наистина са от Seabiscuit.

Въпреки че ядрената ДНК от пробата за копито не е непокътната, Кейт все още е в състояние частично да секвенира специфични гени, свързани с оптимално състезателно разстояние при чистокръвни. Открихме, че Seabiscuit има генни варианти, които често се срещат при коне, които са добри бягащи на разстояние. Интересно е обаче, че в основата на това са били варианти на малки състезателни гени, които обикновено се намират в спринтовите коне.

Тази донякъде рядка генетична комбинация на издръжливост и бързина изглежда се отразява в рекордното състезание на шампиона, тъй като той печели състезания от само 5 фулонг (спринт) до толкова 1 мили (разстояние). Освен това, днешните коне, които сме идентифицирали с този генотип, са склонни да закъсняват, като печелят първата си раса средно почти три месеца по-късно, отколкото конете с генотип, свързан с преждевременност. Звучи като състезателен рекорд на Seabiscuit: Той не се превърна в истинска състезателна звезда до 4-годишния си състезателен сезон.

морски бисквити hoof2.jpg Дъното на сребристото копито на Seabiscuit, предварително пробиване. Двете площадки за пробиване бяха от двете страни на точката на триъгълната "жаба", което е аналогично на върха на човек. (Жаклин Купър)

Нашата лаборатория ще продължи да изследва генома на Seabiscuit, като се съсредоточава върху гени, свързани с други физически качества, както и върху гени, които контролират температурни черти като агресия, любопитство и тренираност. Може би Seabiscuit имаше варианти в тези поведенчески гени, които му дадоха невероятното желание да спечели въпреки физическите си качества, които не са идеални.

Чрез това проучване съдействащите партньори се надяват да получат представа за това кои генетични компоненти са направили Seabiscuit големия състезателен кон. Знаем, че състезателните чистокръвни в началото на 20-ти век изглеждаха съвсем различно от днешните коне, така че ще бъде интересно да се види дали ДНК на Seabiscuit е забележимо различна от тази на съвременните му колеги. Засега перспективата за клониране на Seabiscuit не е възможна, поради недостатъчното количество и лошото качество на ядрената ДНК, която бихме могли да възстановим.

* Забележка на редактора, 31 октомври 2018 г.: Предишна версия на тази история неправилно заяви, че потомъкът на петото поколение на Seabiscuit е кръстен Bronze Star, когато всъщност това е било Бронзово море. Историята е редактирана, за да коригира този факт.


Тази статия първоначално е публикувана в The Conversation. Разговорът

Стивън Тамариело, доцент по биологични науки и директор на Института за геномика на конете, университет Бингхамтън, Държавен университет в Ню Йорк

Учените извличат ДНК от копитата на Seabiscuit, за да разберат как е толкова бърз