FARVEGENETIK - med fokus på coton de tulear Helle Friis Proschowsky, dyrlæge Ph.d. Specialkonsulent hos Dansk Kennel Klub 1
Farvegenetik Grundlæggende farvegenetik delvist fra DKK s modulkursus Særligt fokus på coton de tulear Eksempler - bl.a. med udgangspunkt i DNA tests fra tre coton er: Søs Caya Louie 2
De tre test-piloter Søs Caya Louie 3
Farvegenetik På en gang simpelt og kompliceret Kun to farver: rød og sort Kun ca. 10 gener der bestemmer fordelingen af disse farver Farvernes fordeling og regulering er meget mekanisk Har man forstået det grundlæggende, kan man bruge det på næsten alle racer Godt med styr på den basale genetik 4
Hvad er gener? 5
Kromosomer ligger i par Hunden har 78 kromosomer 39 par Æg- og sædceller har 39 kromosomer Ved sammensmeltning får fosteret 78 i alt I hvert par stammer det ene fra mor og det andet fra far Kromosomerne i parret indeholder de samme gener Alle dyr har to kopier af hvert gen 6
Gener, Loci og alleler Ordene lokus og gen betyder næsten det samme Et gen kan betragtes som opskriften på et protein Nogen gange er der flere variationer af opskriften i omløb Alleler Skyldes mutationer der er opstået tidligere i populationens historie Mutationer kan gøre at proteinet bliver lidt anderledes 7
Dominante og recessive alleler Alleler kan være dominante eller recessive En dominant allel kan dække over en recessiv Husk at der er to kopier af hvert gen En på hvert kromosom i kromosomparret Kombinationen af alleler kaldes en genotype Hundens udseende kaldes dens fænotype Lokus B med to alleler har to fænotyper men tre mulige genotyper: BB: Sort (homozygot) Bb: Sort (heterozygot) bb: Brun (homozygot) 8
Klar til start! Hvis andre ord er uklare så spørg! Farver har været studeret af genetikere - og opdrættere - i mange år C.C.Little skrev i 1957 bogen The Inheritance of coat color in dogs Meget i denne bog er korrekt DNA teknologi har øget vores viden http://homepage.usask.ca/~schmutz/dogcolors.html 9
De10 farvegener hos hund A: Agouti, fordeling af sort og rød (zobel, black& tan) B: Sort/brun C?: Fortynding af rød men genet er ukendt D: Fortynding af sort E: Sort eller rød grundfarve G: Sort Grå med alderen K: Dominant black og brindle M: Blue merle S: Mængden af hvidt T: Pletter i det hvide 10
Farvegenetik Hvor dannes farverne (pigmentet) Hvilke former for pigment findes der Hvilke mekanismer styrer fordelingen af pigment Hvilke gener er involveret Eksempler 11
Hvor kommer pigmentet i hår fra? Håret har bark og marv Luft Rækker af celler med pigment Pigment produceres af Melanocytter Eumelanin (sort) Fæomelanin (rød) Afgives til håret efterhånden som det vokser frem 12
Mere om melanocytter I fostertilstanden ligger de stamceller, der senere bliver til melanocytter, langs rygraden Forskellige signaler fortæller cellerne at de skal blive til melanocytter og vandre ud De fordeler sig over hele dyrets overflade samt i øjne og ører I huden findes melanocytterne i hårsækkene I øjet findes de især i iris regnbuehinden I øret findes de i området stria vascularis 13
Melanocytternes udvandring Musefoster, 13 dage Melanocytterne er farvet med blåt farvestof 14
Mere om melanocytter Melanocytter kan lave to pigmenttyper: Eumelanin: Sort Fæomelanin: Rød Hver celle kan lave begge typer Og den kan skifte undervejs, mens håret vokser frem Skift mellem rødt og sort pigment styres af hormonet MSH fra hypofysen Melanocyt Stimulerende Hormon 15
Mere om melanocytter MSH frigøres fra hjernen og føres ud i kroppen med blodet Melanocytter har overflade receptorer der kan binde MSH Uden MSH laves rødt pigment Når MSH er bundet til overfladen af melanocytten laves sort pigment 16
Skift mellem rødt og sort pigment Melanocyt med receptorer på overfladen Fæomelanin 17
Skift mellem rødt og sort pigment MSH Eumelanin Melanocyt med MSH på receptorerne 18
Produktion af pigment Hver melanocyt er et lille kemisk laboratorium Begge pigment typer dannes ud fra aminosyren Tyrosin Tilføres med foderet eller dannes ud fra Fenylalanin (essentiel aminosyre) Findes i kød og mejeriprodukter En række enzymer medvirker ved omdannelsen af Tyrosin til pigment Flere farvegener koder for disse enzymer Mutationer ændret enzym 19
Eksempler på geners betydning for pigmentering 1. Udvandring af melanocytter i fostertilstanden Lokus S 2. Rødt eller sort pigment generelt Lokus E 3. Skift mellem rødt og sort pigment mens håret vokser frem, eller fordeling på kroppen Lokus A 4. Produktion af pigment inden i melanocytten Lokus B, Lokus C (?) 20
Fordeling af hvidt Lokus S Det er gener der giver signal til melanocytterne om at begynde deres vandring Mutationer i disse gener giver anledning til hvide områder på dyret F.eks. pga. færre melanocytter, eller senere signal til vandring Et gen er karakteriseret i detaljer hos hund Sandsynligvis er der mere end dette ene gen 21
Fordelingen af hvidt kan betragtes mekanisk Ensfarvede hunde Normal mængde og udvandring af melanocytter Irish Spotting Melanocytterne er ikke nået ud til poter, snude, bryst og halespids Piebald/Extreme piebald Spredte øer af melanocytter Ofte omkring øjne og ører 22
Lokus S I flere racer er der identificeret to alleler (tidligere mente man at der var flere) S og s p SS er ensfarvede (evt. m. hvid brystplet) Ss p har hvide aftegn s p s p er meget hvid, men der er stor variation Pga. modifier loci Undtagelser: Boston terrier, NSDT retriever, W. corgi, Berner sennen og Old Engl. Sheepdog Sandsynligvis et andet gen 23
Lokus S SS Ss p s p s p Hvid farve er kan være associeret med døvhed 24
Lokus S hos coton Langt de fleste er formentlig s p s p Alle tre testede har denne genotype Kroppen er overvejende hvid Andre gener bestemmer pletternes farve Piebald udviser meget stor variation i fordelingen af hvidt og pletter Findes S-allelen overhovedet i racen? Hvad med forekomst af døvhed? 25
Piebald udviser stor variation Søs 26
Eksempler på geners betydning for pigmentering 1. Udvandring af melanocytter i fostertilstanden Lokus S 2. Rødt eller sort pigment generelt Lokus E 3. Skift mellem rødt og sort pigment mens håret vokser frem, eller fordeling på kroppen Lokus A 4. Produktion af pigment inden i melanocytten Lokus B, Lokus C (?) 27
Lokus E Genet indeholder opskriften på MSH receptoren Nødvendigt for at melanocytten kan reagere på MSH Skifte fra rød til sort En allel, e, indeholder en mutation så der slet ikke dannes en funktionel receptor Andre alleler: E, E m 28
Hunde der er e/e har ingen overfladereceptor MSH Fæomelanin 29
Lokus E Alle sorte/brune hunde har mindst en E- allel Røde hunde er e/e Og rødhårede mennesker! Den røde farve kan fortyndes til gul eller creme Ikke sorte hårspidser 30
Lokus E hos coton Begge alleler, E og e findes hos coton Helt hvide hunde er sandsynligvis e/e De røde pletter er meget fortyndet Kendes også fra andre hvide racer Hvid dværgschnauzer Hvis schweizisk hyrdehund 31
Lokus E hos de tre test-piloter Søs E/E Caya e/e Louie e/e 32
Hos e/e hvalpe kan man nogen gange ane cremefarvede pletter ved ørerne 33
Næsefarve hos e/e hunde Nogle e/e hunde udvikler vinternæse, snow nose, winter nose Man kender ikke årsagen Sort næse som hvalp/unghund Brunlig/lyserød om vinteren Tilstanden kan blive permanent med alderen Ingen sundhedsproblemer forbundet med det 34
Næsefarve Mutationer? Kulde? Plastik madskåle? 35
Eksempler på geners betydning for pigmentering 1. Udvandring af melanocytter i fostertilstanden Lokus S 2. Rødt eller sort pigment generelt Lokus E 3. Skift mellem rødt og sort pigment mens håret vokser frem, eller fordeling på kroppen Lokus A 4. Produktion af pigment inden i melanocytten Lokus B, Lokus C (?) 36
Lokus A (Agouti) Genet indeholder opskriften på et protein, der kan blokere melanocyttens overfladereceptor Stimulerer ikke melanocytten til at lave sort pigment Blokerer bare for MSH Proteinet produceres lokalt af celler nær melanocytterne Virker ikke generelt over hele kroppen kun lige der, hvor det bliver lavet 37
Overfladereceptoren blokeret MSH Fæomelanin Agouti protein 38
Lokus A Fire alleler forskelligt mønster på kroppen A y > a w > a t > a Pulserende produktion af agouti Det enkelte hår er stribet Hårspidserne oftest sorte Wildtype rød er bleget af et andet gen Recessiv sort: aa F.eks. schæferhund A y /A y eller A y /a t a w /a w a t /a t 39
Lokus A hos de tre test-piloter Søs A y /a t Caya A y /a t Louie A y /A y 40
Hvalpe efter Søs og Louie Balancen mellem rød/sort kan variere Hvalpene kan være A y /A y eller A y /a t Ser man black & tan hos coton? 41
Den røde farve bleger Søs, 11 uger Søs, voksen 42
Eksempler på geners betydning for pigmentering 1. Udvandring af melanocytter i fostertilstanden Lokus S 2. Rødt eller sort pigment generelt Lokus E 3. Skift mellem rødt og sort pigment mens håret vokser frem, eller fordeling på kroppen Lokus A 4. Produktion af pigment inden i melanocytten Lokus B og Lokus C (?) 43
Pigment produktion Rødt og sort pigment dannes som nævnt ud fra aminosyren Tyrosin Den første del af processen afhænger af enzymet Tyrosinase Herefter adskilles den videre proces alt efter om der skal dannes Fæomelanin eller Eumelanin Fæomelanin dannelsen er ikke så kendt Eumelanin dannelsen er bl.a. afhængig af to enzymer Tyrosinase Relateret Protein 1 og 2 (TYRP1 + 2) 44
Lokus C (?) Genet for Tyrosinase for tynder især rød hos andre arter Mange alleler C a : Albino C h : Himalaya Temp. afh Et tilsvarende gen må findes hos hund Rød abrikos creme, pudel 45
Lokus B Genet for Tyrosinase Relateret Protein 1 TYRP1 To alleler B: Sort farve b: Brun farve Virker i sidste del af eumelanin -syntesen Den brune farve skyldes at pigmentet ikke bliver helt færdigt Foto fra Bogen om Labrador af Dinny Lund 46
Lokus B og C (?) hos coton Alle de testede hunde var B/B Findes der coton er med leverbrune pletter? Det gen der bleger rødt findes helt sikkert hos coton Men det er endnu ikke identificeret 47
Hundens farvegener hvor langt er vi kommet? A: Agouti, fordeling af sort og rød B: Sort/brun C?: Fortynding af rød men genet er ukendt D: Fortynding af sort E: Sort eller rød grundfarve G: Sort Grå med alderen K: Dominant black og brindle M: Blue merle S: Mængden af hvidt T: Pletter i det hvide 48
Lokus D Fortynding af især sort men også lidt rød farve D/D eller D/d: Normal pigment dd: fortynding Sammenklumpning af pigment granula Sort eller brun fortynding Muligt at DNA teste Caya og Søs var D/D, Louie ikke testet Greyhound, fortyndet sort B- dd Weimaraner, fortyndet brun bb dd 49
Lokus G Dominant allel G Afblegning med alderen Recessiv allel g Permanent farve Hvalpene fødes mørke Pigmentet ophører gradvist med at vandre ud i hårene Afblegningen stopper på et tidspunkt Kan ikke testes Tibetanske terriere Puli Søs s hvalp 50
Lokus K Tre alleler K B : Dominant black Dækker Lokus A K br : Brindle, striber på rød baggrund k y tillader andre gener at bestemme farven 51
Lokus K hos de tre test-piloter Søs k y /k y Caya k y /k y Louie k y /k y 52
Brindle giver meget variable fænotyper Havaneser Cairn terriere 53
Merle farven To alleler, M giver farven blue merle Pletvis grålig fortynding af eumelanin Svært at se på zobel hunde Også involveret i Harlekin hos Grand danois Kan du finde merle pletterne? 54
Merle homozygote stor forskel Homozygote MM fødes næsten helt hvide Ofte nedsat syn og hørelse Alle austr. sheepherds på billederne er døve Forbud mod parring af to blue merles i nogle racer F.eks. welsh corgi cardigan Homozygote MM 55
Lokus T Ticking eller roan Dominant allel T små pletter i hvide områder Recessiv allel t ingen pletter Pletterne er ikke tilstede ved fødslen Pletternes farve bestemmes af andre loci 56
DNA tests for farver http://vetgen.com/ http://www.healthgene.com/ http://www.laboklin.de/ Prisen ligger på 400-500 kr. pr. farve Ofte rabat ved flere tests Blodprøve hos dyrlæge Kindsvaber kan udtages selv 57
Hele genotypen hos de tre test-piloter Søs: A y /a t - B/B - D/D - E/E - k y /k y - s p s p Caya: A y /a t - B/B - D/D - e/e - k y /k y - s p s p Louie: A y /A y - B/B - e/e - k y /k y - s p s p 58
Vigtigste 10 loci hos hund A: A y > a w > a t > a zobel > vildtfarvet > black and tan > recessiv sort B > b (Sort > leverbrun) C? D > d (Normal > Fortyndet) E m > E > e (Maske > Normal MSH receptor eumelanin > ingen MSH receptor fæomelanin G > g (afblegning med alderen > ingen afblegning) K B > K br > k y (Dominant sort > brindle > andre loci bestemmer) M > m (blue merle > normal eumelanin) S: S s p (Ensfarvet stigende mængder af hvidt T > t (med pletter > uden pletter) 59
Afsluttende spørgsmål? - Og tak for i dag 60