Skeiðgenið er happadrættisvinningur

Rannsakendur við Uppsalaháskóla og Sænska Landbúnaðarháskólann, ásamt samstarfsfélögum þeirra um víða veröld, og þar með talið Íslendingunum Þorvaldi Árnasyni og Freyju Imsland, hafa uppgötvað breytileika í einum erfðaþætti (geni) í hrossum sem hefur úrslitaáhrif á getu þeirra til góðgangs, sem er jafnframt veigamikill þáttur í árangri hrossa í kerrukappakstri á brokki og skeiði. Tilraunir með þennan erfðaþátt í músum hafa leitt í ljós nýja grunnþekkingu á taugaboðleiðum þeim er stýra hreyfingum útlima. Rannsóknin markar tímamót í skilningi á taugaboðleiðum í mænu, og hvernig þær stýra hreyfimynstrum hryggdýra. Rannsóknin er birt í hinu virta vísindariti Nature. Þetta kemur fram í fréttatilkynningu frá Uppsalaháskóla sem send var til fjölmiðla.

Það sem ekki kemur fram í fréttatilkynningunni er að fundur þessi getur haft afar praktíska þýðingu fyrir ræktendur íslenskra hrossa. Hægt er að láta greina lífssýni úr hrossum og segja til um hvort þau eru arfhrein alhliða hross, arfblendin klárhross með tölti, eða hrein klárhross.

Um 2% sýndra íslenskra hrossa eru hrein klárhross og hafa ekki erfðavísi fyrir skeiði, en geta hugsanlega tölt með mikilli þjálfun. Sennilega er þessi tala hærri ef tekin eru með öll íslensk hross. Hins vegar eru öll klárhross með tölti arfblendin og gefa fjórðung klárgang, helming klárhross með tölti, og fjórðung alhliða hross.

Tvö ahliðahross, sem sannanlega eru með gott skeið, gefa arfhrein alhliðahrossa með erfðavísi fyrir skeiði. Aðrir erfðaþættir geta hins vegar haft áhrif á hversu gott hrossið verður sem alhliða hross, eða klárhross með tölti, og hversu gott skeiðið verður í alhliða hrossinu.

Þorvaldur Árnason kynbótafræðingur í Svíþjóð, segir að nú hafi í raun opnast raunhæfur möguleiki fyrir þá sem vilja rækta klárhross með tölti án þess að eiga á hættu að töltið eyðist út. Með því að greina arfgerðina geti ræktendur í raun valið undaneldisgripina með tilliti til þess hvort þeir séu arfhreinir alhliða hestar, klárhestar með tölti (arfblendnir) eða hreinir klárhestar. Lítil hætta er á að tölt ræktist út ef gripirnar eru sannanlega arfblendnir klárhestar með tölti.

Hægt er að senda lífssýni til Svíþjóðar og fá niðurstöður úr því innan nokkurra daga eða fáeina vikna. Í dag kostar hver greining um 45 þúsund íslenskar krónur, en mun mjög líklega lækka um leið og eftirspurn eftir greiningum eykst.

 Fréttatlkynningin í heild:
__________________________________________________________________________
Box 256, 751 05 Uppsala Telefon: 018-471 19 74
E-post: [email protected] Mobil: 070-425 07 18 
Internet: http://www.info.uadm.uu.se/PM Telefax: 018-471 15 20
Fréttatilkynning
UPPSALAHÁSKÓLI
_____________________________________________________________________
Anneli Waara  29. ágúst 2012
 
Breytingar í einum erfðaþætti hafa afdrifarík áhrif á
hreyfimynstur og gangtegundir hjá hrossum og músum
 
Rannsakendur við Uppsalaháskóla og Sænska Landbúnaðarháskólann, ásamt
samstarfsfélögum þeirra um víða veröld, hafa uppgötvað breytileika í einum
erfðaþætti (geni) í hrossum sem hefur úrslitaáhrif á getu þeirra til góðgangs, sem er
jafnframt veigamikill þáttur í árangri hrossa í kerrukappakstri á brokki og skeiði.
Tilraunir með þennan erfðaþátt í músum hafa leitt í ljós nýja grunnþekkingu á
taugaboðleiðum þeim er stýra hreyfingum útlima. Rannsóknin markar tímamót í
skilningi á taugaboðleiðum í mænu, og hvernig þær stýra hreyfimynstrum
hryggdýra. Rannsóknin kemur út í dag í hinu virta vísindariti Nature.
 
Geta okkar til að ganga og hlaupa byggist á flókinni samhæfingu vöðvasamdrátta sem
stýrt er frá mænunni. Hvernig fer sú stjórn fram þegar litið er til einstakra taugafrumna og
sameinda? Rannsakendur nýttu sér þann fjölbreytileika sem finna má í gangtegundum
hrossa til að grafast fyrir um svörin við þeirri spurningu. Hross hafa frá náttúrunnar hendi
getuna til að bregða fyrir sig þremur mishraðskreiðum gangtegundum, feti, brokki og
valhoppi/stökki. Sum hross geta að auki brugðið fyrir sig öðrum gangtegundum,
svonefndum góðgangi. Til að mynda geta íslensk hross brugðið fyrir sig fjórtakta
gangtegundinn tölti og tvítakta gangtegundinni skeiði. Rannsakendurnir ákváðu að kanna
erfðafræðilegan grundvöll þess að sum íslensk hross geta skeiðað (eru vökur), en önnur
ekki.
 
– Okkur grunaði að arfgengið væri sterkt, en það var nokkuð óvænt að sjá að nærri allur
erfðafræðilegur munur milli vakurra hrossa og þeirra sem ekki skeiða veltur á einum
erfðaþætti, DMRT3, segir Lisa Andersson, einn doktorsnemanna sem komu að
verkefninu.
 
Samtímis og óháð höfðu Klas Kullander og rannsóknahópur hans komist að því að þessi
tiltekni erfðaþáttur, DMRT3, væri tjáður í áður óþekktri gerð taugafrumna í mænu músa.
Eiginleikar þessarra taugafrumna, þar með talin staðsetning þeirra innan mænunnar, gáfu
til kynna að þær ættu þátt í taugaboðum sem stýra hreyfingu útlima. Þegar
rannsóknahóparnir tveir, sem báðir tengjast Science for Life Laboratory í Uppsölum, báru
saman rannsóknaniðurstöður sínar var þeim ljóst að mikilvæg líffræðileg uppgötvun var í
sjónmáli.
 
– Á þeirri stundu sáum við að uppgötvun okkar náði ekki einungis til taugaboðleiða í
mænu músa, heldur höfðum við uppgötvað nýjan flokk taugafrumna sem einnig líta
út fyrir hafa veigamikil áhrif á stjórn gangtegunda í hrossum. Þessi nýuppgötvaði
 
FRÉTTATILKYNNING SÍÐA 2 2
 
flokkur taugafrumna er háður DMRT3, og er því til bráðabirðga nefndur eftir þeim
erfðaþætti, greinir Klas Kullander frá.
 
Rannsakendurnir sýndu fram á að eins basapars breytileiki í DMRT3 lá að baki skeiðgetu
íslenskra hrossa. Þessi breyting veldur því að hluta af þeim amínósýrum sem eiga að vera
í fullvirku DMRT3 próteini vantar, próteinið er stytt. Þeir hönnðu erfðapróf sem kannar
breytileikann, og skoðuðu hann í hrossum um víða veröld. Greiningin leiddi í ljós að
breytileikann má finna meðal ýmissa hrossakynja sem sýna góðgang líkan tölti og skeiði
íslenskra hrossa. Til að mynda má nefna hið bandaríska kyn Tenessee Walking Horse, og
suður-ameríska kyn Paso fino. Auk þess kom það á óvart að breytileikinn er mjög
algengur í hrossakynjum sem hafa verið ræktuð til kerrukappaksturs, þar sem hestum er
beitt fyrir kerrur og þeir látnir brokka í kapp hver við annan.
 
– Breytingin í DMRT3 er ákaflega sterkt tengd góðum árangri í kerrukappakstri, segir
Leif Andersson sem er í forsvari fyrir rannsóknahópnum sem leitaði að DMRT3
breytileikanum í hrossum. 
 
Eftir því sem hross herðir hraðann er því eðlislægt að fara af brokki upp á stökk, sem er
sú gangtegund sem hrossum er náttúrulegt að beita fyrir sig á mikilli ferð. En hestur sem
stekkur upp af brokki í kappakstri er dæmdur úr leik. 
 
– Túlkun okkar á þessu er sú að breytileikinn hefti skilaboðin um að skipta af brokki
upp á stökk, sem þar með gerir hrossinu kleift að brokka á mjög mikilli ferð, útskýrir
Leif Andersson. 
 
Til að kanna virkni DMRT3 frekar nýttu rannsakendur sér vel þróaðar rannsóknaaðferðir
í taugalíffræði músa. Í ljós kom að DMRT3-taugarfrumurnar liggja yfir miðlínu
mænunnar, og tengja því hægri og vinstri hliðar líkamans. Þá eru þær einnig beintengdar
taugafrumum sem stýra beygi- og réttivöðvum útlima. Rannsakendur sáu einnig að
erfðaþáttarskertar mýs, sem ekki hafa til að bera virkan DMRT3 erfðaþátt, sýna breytt
hreyfimynstur.
 
– Án DMRT3 verður taugaboðleiðin sem leggur grundvöll að samhæfingu hreyfinga
ekki til, segir doktorsneminn Martin Larhammar, sem átti þátt í því að kanna
eiginleika DMRT3 í bæði hrossum og músum.
 
– Við got eru þessar taugaboðleiðir í óreiðu, og músarunginn getur ekki samhæft
hreyfingar útlimanna. En fyrir rest kemur að því að aðrar taugaboðleiðir bæta upp
skortinn á DMRT3, svo að þegar músin er fullvaxin þá getur hún hreyft sig svo að
segja eðlilega. Þessi sveigjanleiki er áhugaverður, því hann sýnir fram á að
taugakerfið getur aðlagað sig þrátt fyrir að lykilerfðaþáttur sé ekki til staðar, bætir
Klas Kullander við.
 
Breytileikinn í DMRT3 hefur haft gífurleg áhrif á þróun hins tamda hests, og hefur hann
sennilegast komið fram fyrir árþúsundum. Gera má því skóna að menn þá hafi veitt því
athygli að sum hross hreyfðu sig ólíkt öðrum, þau hross sem gátu farið á góðgangi voru
þýðari og fóru betur með reiðmanninn en þau sem einvörðungu gátu brokkað.
 
 
FRÉTTATILKYNNING SÍÐA 2 3

– Uppgötvun þessa breytileika í DMRT3 er afar gott dæmi þess hvernig rannsóknir á
þróun svipgerða og eiginleika hjá húsdýrum geta leitt til þess að fram komi ný
grundvallarvitneskja um virkni erfðaþátta og einnig mikilvæga lífræna ferla, segir
Leif Andersson.
 
– Það er hreint út sagt frábært þegar þverfagleg samvinna af þessu tagi leiðir í ljós
tímamótaniðurstöður sem þessar. Það var ekkert að finna í vísindaritum um virkni
DMRT3 fyrr en við gefum þessa grein út. Þetta prótein er til staðar í öllum
hryggdýrum sem upplýsingar liggja fyrir um, og það er líklegt að DMRT3
taugafrumurnar hafi einnig miðlægt hlutverk í samhæfingu hreyfinga hjá mannfólki,
bætir Klas Kullander við að lokum.
 
Frekari upplýsingar má nálgast hjá: 
 
Prófessor Leif Andersson, Department of Medical Biochemistry and
Microbiology, Uppsala University & Department of Animal Breeding and
Genetics, Swedish University of Agricultural Sciences, sími: +46-18-471 4904,
+46-70-514 4904, tölvupóstfang: [email protected]
 
Prófessor Klas Kullander, Department of Neuroscience, Uppsala University, sími:
+46-18-471 45 19, +46-70-846 75 24, tölvupóstfang: [email protected]