Интенсивность окраса у собак связана с модификацией количества копий (CVN) выше кодирующей последовательности KITLG

Авторы: Кали Вайч, Верена Аффольтер, Дэниел Йорк, Роберт Ребхун, Роберт Гран, Анжелика Калленберг, Даника Баннаш

https://www.mdpi.com/2073-4425/11/1/75/htm

Перевод: Татьяна Захарова, владелец питомника чау-чау «КЛОТО»

Апрель 2021г.

Извлечение

У собак огромное разнообразие окрасов шерсти, и было найдено множество генов, контролирующих выработку пигментов, внешний вид и их распределение. Некоторые породы, подобные Толлерам  (прим. пер.: Новошотландский Ретривер), имеют большое разнообразие в интенсивности пигментации феомеланина, которые не возможно объяснить известными генетическими вариантами. Полногено́мный по́иск ассоциа́ций, сравнивающий светло-красный и темно-красный окрас шерсти у собак породы Толлер, выявил большую связанную с этим признаком область на хромосоме 15 (CFA 15:23 Mb – 38 Mb) (прим. пер.: Полногено́мный по́иск ассоциа́ций - исследования, связанные с установлением связей между геномными вариантами и фенотипическими признаками). Анализ зоны наблюдения данных о последовательности полного генома восьми собак выявил зону, содержащую 6 копий (CNV) на 152 kb выше гена KITLG. Генотипирование с помощью droplet PCR технологии (ddPCR) подтвердило связь между большим количеством копий для темно-красного окраса шерсти у Толлеров. Так же у пуделей и у собак других пород была выявлена связь между количеством копий CNV и интенсивностью окраса на основе эумеланином, так и феомеланина. Более того, от количества копий зависела интенсивность пигмента вдоль стержня волоса как в феомеланиновой, так и в эумеланиновой оболочке. KITLG играет важную роль в меланогенезе, и модификация числа копий выше кодирующей последовательности KITLG были связаны с вариациями цвета шерсти у мышей, а также с цветом волос у людей, что согласуется с его аналогичной ролью и у домашних собак.

1. Введение

Собака, Canis familaris, была одомашнена от волков (Canis lupus), точное время и место, где это произошло, до сих пор остаются предметом научных дискуссий. Хотя у волков есть некоторые вариации окрасов, большая часть их приглушена для улучшения маскировки. Черный окрас у волков получен позже от собак, что потенциально даёт преимущество при охоте в ночное время. Варианты окрасов шерсти как светлые, так и тёмные были идентифицированы ещё 10 000 лет до нашей эры при археологических находках собак, что указывает на то, что вариации окрасов существовали на раннем этапе истории одомашнивания собак. В середине 16 века была написаны картины с изображением собак самых разных окрасов шерсти, которое к тому времени имелись у собак. Одним из примеров этого картины «Охотники в снегу» Питера Брейгеля Старшего (1565 г.), на которой изображены охотничьи собаки с насыщенными красными, коричневыми и черными окрасами. Современные породы собак появились в последние пару сотен лет, и в наши дни многие породы демонстрируют поразительную интенсивность пигмента по сравнению с более приглушенными окрасами их предков, волков.

Определены основные типы окрасов шерсти домашних собак. Как и у других млекопитающих, существуют жёлтый (феомеланин) и черный (эумеланин) пигменты, производство которых контролируется генами переключения типа пигмента, кодирующими рецептор меланокортина 1 (MC1R) (прим. пер.: локус Е) и сигнальный белок агути (ASIP) (прим. пер.: локус А). MC1R представляет собой рецептор, связанный с G-белком, экспрессируемый меланоцитами. Передача сигналов его лигандом, гормоном, стимулирующим α-меланоциты (МСГ), способствует синтезу эумеланина. Нарушение передачи сигналов MC1R происходит при экспрессии белка ASIP, что приводит к синтезу феомеланина. У волков импульс экспрессии ASIP происходит во время роста волос, что приводит к полосатому распределению пигмента в волосах, особенно на спине. Варианты, которые изменяют ASIP или MC1R, могут влиять на производство феомеланина или эумеланина. Сплошные рыжие или красные собаки имеют мутацию, связанную с потерей функции рецептора MC1R, которая приводит к производству единственного пигмента феомеланина. И рецессивный вариант ASIP с потерей функции, и доминантный вариант с усилением функции в гене, кодирующем β-дефенсин 103 (CBD103), могут приводить к черному окрасу шерсти у собак.

Найдены генетические варианты, изменяющие основные окрасы шерсти. Породы с исключительным продуцированием феомеланина, которые имеют белый или светло-кремовой окрас шерсти имеют миссенс-вариант (прим. пер.:  missense variant - точечная мутация, в результате которой начинается кодирование другой аминокислоты) гена MFSD12  (прим. пер.: ii). Разбавление пигмента у некоторых собак может быть так же результатом вариантов потери функции в гене MLPH (прим. пер.: dd), кодирующем меланофилин, что приводит к аномальному скоплению пигмента в волосе и кератиноцитах. Коричневый цвет шерсти у собак является примером осветления эумеланина и обусловлен рецессивными аллелями в TYRP1 (прим. пер.: bb), которые нарушают выработку пигментов эумеланина. Внешний вид собак, окрас которых зависит от феомеланина, может варьироваться от кремового до темно-красного с идентичными гомозиготными аллелями потери функции в MC1R (прим. пер.: ее) и MFSD12 (прим. пер.: ii), что указывает на наличие дополнительных локусов, которые могут влиять на интенсивность пигментации у собак.

В этом исследовании генетическая основа фенотипов светло- и темно-красного феомеланина была оценена с использованием полногено́много по́иска ассоциа́ций у собак породы Толлер путём анализа последовательности на основе данных обо всём геноме. Было обнаружено, что ранее идентифицированные вариации числа копий (CNV) на хромосоме 15 выше кодирующей последовательности KITLG связаны с интенсивностью красного цвета у Толлеров. (прим. пер.: Вариация числа копий (англ. Copy number variation, CNV) — вид генетического полиморфизма, к которому относят различия индивидуальных геномов по числу копий хромосомных сегментов различного размера. CNV возникают в результате несбалансированных хромосомных перестроек в результате неравного кросоверинга.) Корреляция фенотипа и генотипа по спектру окрасов шерсти в разных породах собак показывает, что этот локус определяет интенсивность пигмента эумеланина и феомеланина. Количественный анализ цвета в волосе показывает, что низкая интенсивность пигмента, приводящая к более светлому цвету, происходит из-за меньшего количества пигмента у основания волоса. И наоборот, высокая интенсивность пигментации возникает, когда волосы равномерно пигментированы.

2. Материалы и методы
2.1. Сбор образцов и извлечение ДНК

Образцы крови и слюны были собраны у собак через Ветеринарную медицинскую клинику Дэвиса Калифорнийского университета (VMTH) или отправлены на исследование непосредственно от владельцев собак и ветеринаров. Сбор проводился под наблюдением Институционального комитета по уходу и использованию животных Калифорнийского университета в Дэвисе (протокол № 20356). Геномную ДНК из образцов крови экстрагировали с использованием набора Qiagen Gentra Puregene (QIAGEN, Валенсия, Калифорния, США). Образцы слюны собирали с помощью тампонов Performagene Animal Collection (DNA Genotek, Оттава, Канада). Информация о породе, дате рождения, поле и окрасе были предоставлены владельцами.

2.2. Полногено́мный по́иск ассоциа́ций

Производился однонуклеотидный вариант (SNV) генотипирования 35 собак породы Толлер на чипе Illumina Canine HD 170 K BeadChip (Illumina, Сан-Диего, Калифорния, США), которые сопоставляли с эталонным геномом CanFam2.0. Собаки были разделены на светлые (n = 23) и тёмные (n = 13) на основании визуального осмотра их окраса шерсти. Собак осматривали лично или по фотографиям при рассеянном освещении и оценивались они одним человеком. Контроль качества и анализ ассоциации хи-квадрат проводился с помощью PLINK 1.9. Все образцы имели уровень генотипирования не менее 90%. Менее 5% собак были исключены из исследования из-за частоты минорного аллеля, и ещё около 5% собак были исключены из-за степени генотипирования ниже 90%. Окончательный анализ был выполнен с 105 678 SNV, а значимость для всего генома была оценена на основе порога Бонферрони (p ≤ 4,7 × 10-7). Рисунки были созданы с помощью пакетов R qqman, GenAbel и cgmisc.

3. Результаты
3.1. Полногено́мный по́иск ассоциа́ций (GWAS) для светло и темно красных Толлеров

Собаки породы Толлер имеет окрасы шерсти от светло-золотисто-рыжего  до темно-медно-красного (Рисунок 1A по стандарту породы AKC). Ни один из ранее идентифицированных генов не объясняет эту фенотипическую изменчивость окраса шерсти этих собак. GWAS был выполнен для идентификации области в геноме, которая связана с изменением окраса шерсти, с использованием 23 собак породы Толлер светло-рыжего окраса и 13 темно-красных.

Рисунок1.jpg

Рисунок 1. Полногено́мный по́иск ассоциа́ций окраса шерсти у собак породы Толлер.

(A) Фотографии типичной шерсти собак породы Толлер светло-красного (слева) и темно-красного (справа) окраса.

(B) График GWAS, показывающий инфляцию генома λ 1,03. SNV хромосомы 15 выделены красным.

(C) Манхэттенский график. Один локус на хромосоме 15 (красный) достиг общегеномной значимости после коррекции Бонферрони (CanFam2 chr15: 32 383 555, praw = 3,09 × 10-8, pBonferroni = 0,0033). Сплошная линия указывает значимость для всего генома на основе поправки множественного тестирования Бонферрони.

(D) SNV из области 30 Мб, окружающей наиболее связанный SNV (обозначено *). SNV имеют цветовую кодировку по значению r2, чтобы показать неравновесие по сцеплению в регионе. Красная пунктирная линия указывает порог Бонферрони.

3.2. Полное секвенирование генома и анализ охвата

При первоначальном скрининге возможных вариантов были исследованы парные полногеномные последовательности шести светло-рыжих Толлеров одного темно-красногоТоллера и одного темно-красного Ирландского сеттера на предмет вариантов в критической области, окружающей наиболее ассоциированный SNV. Было идентифицировано 81 560 вариантов SNV и 53 277 вариантов с небольшими вставками / делециями (indel), и 112 из этих вариантов были выделены по интенсивности окраски шерсти (90 SNV и 22 варианта). Ни один из этих 112 вариантов не кодировал белок, и ни один из вариантов не находился в высоко консервативных областях генома. Эта область также была визуально проверена в файлах выравнивания для выявления крупных отступов или структурных изменений, которые не были идентифицированы программным обеспечением для вызова вариантов, и был проведён поиск литературы для выявления любых известных крупных структурных вариантов в этом регионе. Предварительный анализ выровненных последовательностей вышеупомянутых восьми собак плюс ещё шесть средние-рыжих Толлеров показал, что покрытие CanFam3.1 chr15 по сравнению с ранее идентифицированным CNV размером 6 т.п.н. относительное количество копий по сравнению со светло-красными собаками (рис. 2А). Обратите внимание, что эталонный геном показывает две тандемные копии CNV, охватывающие область размером примерно 12 т.п.н. CNV расположен в межгенной области примерно в 152 т.п.н. выше ближайшего гена, KITLG.

Рисунок2.jpg

Рисунок 2. Относительное покрытие по региону KITLG CNV.

(A) Относительный охват от секвенирования парных концов полногенома нанесен на ось y, а положение пары оснований CanFam3.1 chr15 отложено на оси x. Область CNV отмечена красной полосой на оси абсцисс. Каждая линия представляет собой отдельную собаку, а цвет линии представляет цвет шерсти этой собаки. Сплошные линии представляют собак породы Толлер, а пунктирные линии представляют Бриттани (прим. пер.: Бретонский эпаньол) и Ирландского сеттера.

(B) Сравнение собак Толлеров со светлыми и темными окрасами с использованием цифровой капельной ПЦР для оценки количества копий. Сравнение с использованием критерия Манна – Уитни. р = 4,1 × 10-11. Темно-красный, n = 28. Светло-красный, n = 34. **** = очень значимо.

3.3. Валидация KITLG CNV в окрасах шерсти на основе феомеланина

Чтобы подтвердить связь высокого числа копий  CNV KITLG с темно-красным окрасом шерсти у Толлеров, проверено 28 темно-красных и 342 светло-рыжих окрасов собак, которые были гомозиготные по потеря функциональных аллелей MC1R (прим. пер.: ее), у них были генотипированы CNV с помощью анализа цифровой капельной ПЦР (ddPCR). Темно-красный Толлер (медиана = 5 геномных копий) имел значительно большее количество копий CNV по сравнению со светло-красным Толлером (медиана = 2 геномные копии, p = 4,1 × 10-11) (рис. 2B). После проверки ассоциации в Толлерах, CNV был затем генотипирован в дополнительных породах с фиксированным темно-красным фенотипом. Ирландские сеттеры (n = 48), порода, характеризующаяся интенсивным темно-красным пигментом, имели средний генотип из семи геномных копий. Другая порода с темно-красным пигментом, Бретань (n = 4), имела медианный генотип в шесть геномных копий.

Чтобы подтвердить зависимость большого числа копий с темно-красным окрасом, были проведены сравнения белых и красных пуделей (рис. 3А). Сравнение белых пуделей (n = 21) с красными пуделями (n = 29) показало увеличение количества копий у красных пуделей (медиана = 8 геномных копий) по сравнению с белыми (медиана = 7 геномных копий, p = 0,003), однако это не было статистически значимым, тогда белые собаки с гомозиготным генотипом для разбавления феомеланина на уровне MFSD12 (прим. пер.: ii) были исключены из анализа (рис. 3В). Двумя другими породами с нефункциональным MC1R (прим. пер.: ее), которые демонстрируют вариации интенсивности окраса шерсти, являются Золотистый ретривер (GR) и Лабрадор-ретривер (LR). Вариация их окрасов не объясняется вариантами, идентифицированным в MFSD12 (прим. пер.:локус I). Ни одна из этих пород не показала значимой связи с количеством копий и светлым или темным окрасом шерсти (GR, p = 0,9977, светлый n = 8, средний n = 19, темный n = 8; LR, p = 0,7377, светлый n = 8. , темный n = 8). Породы и количество собак каждого окраса шерсти показаны в Таблице S1 (см.полный вариант перевода)

Рисунок3.jpg

Рисунок 3. Окрас шерсти пуделей на основе эумеланина и феомеланина и количество копий CNV.

(A) Типичные образцы окрасов шерсти пуделя от серебра с низкой интенсивности эумеланина (вверху слева), эумеланина высокой интенсивности черного (вверху справа), крема низкой интенсивности феомеланина (внизу слева) и феомеланина высокой интенсивности красного (внизу справа).

(B) Число копий генома, измеренное с помощью цифровой капельной ПЦР от пуделей высокой и низкой интенсивности с феомеланином и цветами шерсти на основе эумеланина. Серебро по сравнению с черным было значимым (p = 1,5 × 10-8), в то время как белый по сравнению с красным - нет. Количество образцов слева направо следующие: n = 27, n = 425, n = 21 и n = 29. **** = высокозначимые.

3.4. Валидация KITLG CNV для красок на основе эумеланина

У породы Пудель различия в интенсивности пигмента наблюдаются как в цветах шерсти на основе феомеланина, так и на основе эумеланина (рис. 3А). Цвета на основе эумеланина варьируются от серебристого или светло-серого до черного, и для них были оценены количество копий CNV KITLG. У черных пуделей (n = 42) было значительно более высокое количество копий (медиана = 6 геномных копий) по сравнению со светло-серыми (медиана = 2 геномные копии, n = 27) собаками (p = 2,1 × 10-11) (рис. 3B). Породы, зафиксированные для светло-серого или черного окраса шерсти, также были генотипированы, включая светло-серые породы, такие как Бородатый колли (медиана = 4 геномных копии, n = 5) и Староанглийская овчарка (медиана = 2 геномные копии, n = 7) и черная порода такая как Бордер-колли (BC, медиана = 3, n = 26), Ретривер с гладкой шерстью (FCR, медиана = 7, n = 20) и Ротвейлер (медиана = 8, n = 17). Кроме того, серые волки с неизвестным окрасом шерсти из Северной Америки (n = 2), Азии (n = 1), Европы (n = 1) и Африки (n = 1) были генотипированы, и все они имели очень низкое количество копий (примерно две геномные копии) (рисунок 4).

Рисунок4.jpg

Рисунок 4. Исследование числа геномных копий, рассчитанных для некоторых пород собак и волков.

Породы, которые, как известно, разделяют по интенсивности окрасов со светлым и тёмным окрасами шерсти на основе эумеланина и / или феомеланина, были разделены по цвету. Породы имеют цветовую кодировку, приближенную к общему окрасу шерсти, а номера образцов приведены в Таблице S1 (см.полный вариант перевода).

* Породы, количество копий которых не соответствовало окрасу их шерсти.

3.5. Сравнение волос шерсти у собак с высоким и низким числом копий

У двух пород собак не было соответствия числа копий с интенсивностью пигментации шерсти. Черно-белый Бордер Колли (BD) не имел большого количества копий, как ожидалось, а белые Пудели имели большее количество копий, чем ожидалось, вероятно, из-за присутствия других мутаций, которые влияют на интенсивность их феомеланина. Пудели, окрасы которых были основаны на эумеланине, действительно имели сильную корреляцию количества копий и цвета. У пуделей есть мутации, которые изменяют длину их волос, что продлевает фазу анагена цикла роста волос. Это привело нас к гипотезе о том, что интенсивность пигмента может быть связана с изменениями распределения пигмента по длине шерсти по сравнению с породами собак с более типичным ростом волоса в фазе анагена. Изменения цвета пигмента вдоль стержня волоса оценивали количественно с использованием фотографий с высоким разрешением и сравнивали с собаками с высоким и низким количеством копий. Собаки с низким числом копий, по-видимому, имеют меньшую пигментацию у корня по сравнению с собаками с высоким числом копий (Рисунок 5A). Линейный регрессионный анализ 15 собак породы Толлер с отношениями интенсивности цвета от корня до кончика и расчётным числом геномных копий ddPCR выявил значительную связь высокого числа копий с низким соотношением (p = 0,0022) (рис. 5B). Кроме того, эумеланиновая порода со светлыми корнями (бордер-колли) имела значительно меньшее количество копий по сравнению с FCR равномерно пигментированных гладкошёрстных Ретриверов (FCR) (p = 2,3 × 10-7) (рис. 5C).

Рисунок5.jpg

Рисунок 5. Количественный анализ образцов волос у пород на основе феомеланина и эумеланина.

(A) Образцы шерсти (слева направо) собак с низким, средним и высоким числом копий породы Толлер, а также с низким и высоким числом копий собак на основе эумеланина (Бордер колли (BC) и гладкошерстный Ретривер (FCR)).

(B) Анализ линейной регрессии выявил значительную связь между увеличением количества копий и более низким соотношением интенсивности цвета между корнем и кончиком волос в NSDTR (r2 = 0,525, p = 0,0022, n = 15). (C) FCR (n = 20) имеют значительно более высокое количество копий по сравнению с BC (n = 26) в анализе ddPCR (p = 3,9 × 10-9). Цвет графика представляет собой приблизительный цвет волос у корня волоса.

**** = очень важно.

4. Обсуждение

Выделение область на CFA 15 связанную с интенсивностью феомеланина у Толлеров позволило, связать её с интенсивностью пигмента шерсти у собак. Анализ вариантов выявил CNV в 6 т.п.н. выше KITLG, что было тесно связано с интенсивностью феомеланина у собак породы Толлер (p <0,0001) и у других пород. Число копий CNV в значительной степени связано с интенсивностью эумеланина у пуделей и разных пород и, в меньшей степени, с феомеланином. У всех протестированных волков было две копии этого элемента, что указывает на то, что хромосомы с более высоким числом копий и высокой интенсивностью пигмента представляют собой производное состояние. Интенсивность пигмента обусловлена ​​различным распределением пигмента вдоль стержня волоса: особи с низким числом копий имеют более светлые волосы у корня, в то время как более интенсивно пигментированные особи не имеют разницы в интенсивности пигмента от корня до кончика волоса. У породы пудель шерсть постоянно растёт, по этой причине разница в цвете, связанная с разными аллелями CNV, особенно заметна.

Ранее было показано, что KITLG и его рецептор, KIT, участвуют в гемопоэзе (прим. пер: Гемопоэз – это процесс образования форменных элементов крови), меланогенезе (прим. пер: Меланогенез – это процесс образования меланина) и гаметогенезе (прим. пер: Гаметогенез или предзародышевое развитие — процесс образования половых клеток, или гамет). Плейотропные эффекты генов (прим. пер: Плейотропи́я — явление множественного действия гена. Выражается в способности одного гена влиять на несколько фенотипических признаков.), ответственных за изменение окрасов шерсти, обычны у млекопитающих. В этом случае эта пара рецепторов лиганда необходима для миграции и пролиферации популяций стволовых клеток во время развития. Эти популяции стволовых клеток включают первичные половые клетки, гематопоэтические клетки-предшественники и меланобласты. Помимо этой функции раннего развития при миграции меланобластов, KITLG важен для постнатального кожного меланогенеза. В частности, экспрессия KITLG важна в эпителиальных клетках волосяных фолликулов для терминальной дифференцировки меланоцитов. Существенная роль, которую KITLG играет в меланогенезе, как в процессе развития, так и в стержне волоса, согласуется с его идентификацией в качестве локуса интенсивности пигментации у собак.

Варианты KITLG и его рецептора KIT вызывают изменения пигментации у человека. Было показано, варианты кодирующей последовательности в KITLG вызывают семейную прогрессирующую гиперпигментацию с гипопигментацией или без неё, а также синдром Ваарденбурга типа 2 (с пигментными аномалиями). Кроме того, варианты кодирования рецептора KIT были связаны с классическим аутосомно-доминантным заболеванием пьебалдизм, характеризующимся врождёнными участками кожи без присутствия меланоцитов. Однако было показано, что регуляторные варианты влияют на интенсивность пигментации. Sulem et al в 2007 обнаружили, что гены выше KITLG были связан с цветом волос при сканировании ассоциации по всему геному у исландцев и голландцев. Этот вариант, вероятно, лежит в неравновесном сцеплении, с расширенным гаплотипом выше KITLG, демонстрирующим сильную сигнатуру отбора у людей. Guenther et al в 2014 обнаружили, что эта область управляет экспрессией исключительно в волосяных фолликулах, используя репортерные конструкции у мышей. KITLG выполняет различные важные функции развития; однако изменение экспрессии влияет только на волосяные фолликулы и может быть средством ограничения эффектов фенотипами пигментации.

Было установлено, что регуляторные варианты KITLG (или Kitl у мышей) вызывают различия в пигментах у других видов животных. Первоначальные мутации у мышей, связанные с Kitl, были названы стальными из-за их равномерно разбавленной окраски шерсти. Аллель у серой панды вызван инверсией, которая нарушает вышестоящую регуляторную область Kitl, что также приводит к ослаблению пигментации. И у коз, и у норок экспрессия KITLG ниже у светлых животных по сравнению с более тёмно пигментированными животными. В этой работе уровни экспрессии KITLG не оценивались из-за проблем с получением образцов кожи от здоровых домашних собак; однако, основываясь на работе, проделанной на других видах, CNV, вероятно, изменяет уровни экспрессии KITLG в волосяном фолликуле.

В то время как у многих протестированных пород собак интенсивность пигментации зависела от CNV KITLG, некоторые породы с вариацией феомеланина не зависела от CNV KITLG. Примечательно, что у Золотистых ретриверов и Лабрадоров была изменчивость по CNV, но она не коррелировала с окрасом их шерсти, что указывает на то, что у собак все ещё существуют дополнительные неисследованные локусы или варианты, которые влияют на интенсивность пигментации. Кроме того, у белых пуделей, вероятно, есть несколько генов, включая CNV KITLG и MFSD12, участвующих в формировании их фенотипа. Неудивительно, что многие локусы влияют на пигментацию, поскольку собаки подвергаются столь сильному искусственному отбору и имеют такое разнообразие окрасов шерсти.

CNV KITLG ранее связывали с предрасположенную к плоскоклеточной карциноме пальцев (DSCC) у собак c интенсивным окрасом. Анализ был проведён на случаях DSCC с интенсивным пигментом и контрольной группы собак, и большое количество копий CNV было идентифицировано как локус предрасположенности; однако этот эффект был обнаружен только в случаях эумеланизма с функциональным MC1R (прим.пер.: Е-). С вариациями локуса  KITLG связывают в развитие меланомы, рака яичек, колоректального рака и общего риска рака у людей. В случае риска развития DSCC у собак в аллели  имелось больше  четырёх копий CNV, и у гомозиготных животных вероятность наличия DSCC была выше. У собак с черным окрасом чаще были случаи DSCC, так как 92% образцов были взяты именно от собак с черной пигментацией. Однако есть породы, такие как гладкошёрстный Ретриверы с высоким числом копий, черной шерстью и собаки этой породы не предрасположены к этому типу опухолей. Возможно, что высокое количество копий CNV в KITLG является ещё одним дополнительным фактором риска для пород, которые более восприимчивы к этому типу опухолей. Так же можно предположить, что некоторые черные собаки с высоким числом копий CNV в KITLG также могут иметь защитные аллели.

Варианты человеческого KITLG, влияющие на цвет волос, расположены в области, аналогичной CNV, идентифицированной у собак. Копии CNV на 86,1% идентичны человеческой последовательности. Человеческая гомологичная область CNV как и у собак расположена на 200 т.п.н. выше человеческого KITLG. Самая сильная селективная сигнатура для KITLG у человека расположена на 218 т.п.н. выше кодирующей последовательности, в то время как SNV, связанные со светлой пигментацией, расположены на 355 т.п.н. выше KITLG. Изменения KITLG у собак произошли под давлением искусственного отбора, это одна из 20 областей генома, в которых наблюдаются изменения, связанные с селекция у домашних собак. Интересно, что люди у собак выбирают более интенсивную пигментацию по сравнению с волками с окрасом дикого типа. Яркая и насыщенная пигментация домашних собак - это один из способов отличить их от волков. У волков есть только одна копия этой области размером 6 т.п.н., что указывает на то, что амплификация  области произошла у домашних собак. (прим.пер.: Амплификация в молекулярной биологии — процесс образования дополнительных копий участков хромосомной ДНК.) Можно предположить, что это могло быть одним из полезных способов отличить прото-собак партнёров человека от их диких предков.

5. Выводы

KITLG CNV связан с интенсивностью пигмента шерсти домашних собак. Увеличение количества копий связано с более темным, более интенсивным окрасом шерсти и более равномерной интенсивностью пигмента по стержню волос у многих пород. Волки не обнаруживают вариаций числа копий в этом локусе, и предыдущие полногеномные скрининги идентифицировали область CNV KITLG как зависящую от искусственного отбора у домашних собак. KITLG играет важную роль в меланогенезе как в развитии, так и во взрослом волосяном фолликуле, а генетические варианты выше KITLG как у мышей, так и у людей связаны с изменением цвета шерсти и волос. Это исследование предполагает, что KITLG CNV является новым локусом интенсивности окраса у домашних собак.