https://frosthead.com

Znanstvenici su izvadili DNK iz kopita iz Seabiscuita kako bi shvatili kako je bio tako brz

Seabiscuit nije bio impresivan konj. Smatrao se prilično lijenim, radije je jeo i spavao u svojoj staji nego vježbao. Najveći dio trkačke industrije otpustio ga je nakon što je izgubio prvih 17 utrka. Ali Seabiscuit je na kraju postao jedan od najomiljenijih prvaka svih vrsta - izabran za Konja godine 1938. nakon što je pobijedio u legendarnoj utrci meča kao underdog protiv pobjednika Triple Crown War Admirala 1938. godine.

Kao molekularnog fiziologa, oduvijek me je zaintrigirao koncept razumijevanja kako određene varijante gena mogu utjecati na performanse, bilo u atletici, učenju ili čak kako se organizam razvija. Trkački pioniri činili su se obećavajućom arenom za proučavanje ove ideje, budući da za uspješne trkačke konje nisu potrebni samo elitni fizički atributi, već i mentalni sastav prvaka, koji se ponekad naziva i "volja za pobjedom."

Na Institutu za genima kopitara ovdje na Sveučilištu Binghamton, pokušavamo bolje razumjeti genetske komponente povezane s uspjehom uzgoja kod čistokrvnih i drugih pasmina konja. Zanimalo nas je i pronalaženje varijanti gena koji bi mogli pomoći konjima prije i poslije njihove trkačke karijere. Uspješno smo pokrenuli testove za uzgajališta za konje diljem SAD-a, Južne Afrike i Novog Zelanda kako bismo im pomogli pri donošenju odluka o uzgoju i pomogli im da rano prepoznaju koji konji vjerojatno nisu prikladni za stazu.

Prije nekoliko godina Jacqueline Cooper iz zaklade Seabiscuit Heritage stupila je u kontakt. Željela je genetski testirati potomke Seabiscuita pete generacije, nazvanog Bronze Sea, u svrhu uzgoja. Jacqueline je upitala mogu li se genetiziranjem podataka o Seabiscuitu dobiti dobivanjem sekvenciranja Brončanog mora. * No, budući da je Seabiscuit tako daleko u rodovnici, naš laboratorij doista nije mogao biti siguran koji su geni iz brončanog mora potjecali od njegova poznatog pra-pra-pra-pra starac. Uspio bi samo ako je još postojalo usporedno tkivo Seabiscuita - malo vjerovatno, budući da je umro 1947. I pokopan je u neotkrivenom grobu na ranču Ridgewood u sjevernoj Kaliforniji.

seabiscuit2.jpg Seabiscuit kao umirovljeni 7-godišnjak, s nekim svojim potomcima na ranču Ridgewood u Kaliforniji. (AP)

Tijekom grupnog telefonskog razgovora između mene, Jacqueline i Michaela Howarda, praunuka vlasnika Seabiscuita, spomenuo je da su kopita Seabiscuita uklonjena i sačuvana nakon što je prvak umro. Ovo je probudilo moj interes; moja laboratorijska skupina imala je veliki uspjeh vađenjem netaknute DNK iz drevnih uzoraka kostiju.

Pokazalo se da su srebrna kopita Seabiscuita - misleći na dječje plijesni presvučene metalom - izložena u kalifornijskoj zakladi Thoroughbred. Iako danas to nije uobičajena praksa, povijesno je bilo uobičajeno uklanjanje kopita šampionskog trkačkog konja kao poklon prije ukopa. Srebrni kopiti često su služili kao ukrasni spomen, ponekad se čak koriste i za držanje cigareta i šibica.

morski biskvit srebrni kopit.jpg Jedna od srebrnih kopita Seabiscuita. Donji dio je zid kopita, dok su gornji i srednji odjeljci srebrne boje. (Jacqueline Cooper)

Kad su u našem laboratoriju primili dva kopita Seabiscuita, najočitije se kod njih pokazalo koliko su propadali. Veliki dio svakog kopita odmaknuo se od srebrne cipele. Najbolja riječ koja ih je opisala bila je krpa. I izdubljeni vrh bio je tako duboko u svakom kopitu, plašili smo se da su kosti u potpunosti uklonjene iz uzoraka tijekom procesa srebrenja. Odlučili smo krenuti naprijed i vidjeti što možemo pronaći.

Dr. studentica Kate DeRosa, uz pomoć Andyja Merriwethera, koji upravlja kampusom Drevne DNK i forenzike u kampusu, probušenim u kopitima, nadajući se da će pronaći ono što se zove lijesna kost, najdonja kost unutar kapsule kopitara kopitara. Dok je Kate bušila, rezultirajući prah pretvorio se iz tamno smeđe boje, što znači da je tvar koja nije koštana kosti, u bijelu, sugerirajući da su kosti lijesa doista još uvijek tu.

Kate DeRosa.jpg Kate DeRosa izvadi ono što može s dna kopita. (Steven Tammariello)

Naš tim nastavio je vaditi DNK iz koštane kosti. Nuklearna DNK bila je donekle degradirana, što nas nije iznenadilo s obzirom na starost uzoraka i oštru kemijsku obradu kopita koja su bila izložena tijekom postupka srebrnjanja. Mitohondrijska DNA, međutim, bila je netaknuta. Koristili smo ga za provjeru matične loze uzoraka i potvrdili da su kopiti zaista iz Seabiscuita.

Iako nuklearna DNK iz uzorka kopita nije netaknuta, Kate je i dalje mogla djelomično sekvencionirati specifične gene povezane s optimalnom trkačkom udaljenostom u čistokrvnih životinja. Otkrili smo da Seabiscuit ima varijante gena koje se često nalaze kod konja koji su trkači na dobroj udaljenosti. Zanimljivo je da su u osnovi toga postojale varijante manjih trkaćih gena koji se obično nalaze u sprinterskim konjima.

Čini se da se ova pomalo rijetka genetska kombinacija izdržljivosti i brzine odražava na rekord prvaka, jer je pobijedio u utrkama od samo 5 furlona (sprint) do čak 1 milja (udaljenost). Dalje, konji današnjice koje smo identificirali s ovim genotipom obično kasno cvjetaju, u prvoj su utrci pobijedili gotovo tri mjeseca kasnije, u odnosu na konje s genotipom povezanim s prekomornošću. Zvuči kao rekord utrke Seabiscuita: On nije postao prava trkačka zvijezda sve do svoje četverogodišnje trkačke sezone.

morsku pečurku hoof2.jpg Dno srebrnog kopita Seabiscuita, prethodno bušenje. Dvije stranice bušenja bile su s obje strane točke trokutaste "žabe", što je analogno prstu osobe. (Jacqueline Cooper)

Naš laboratorij nastavit će ispitivati ​​Seabiscuitov genom, usredotočujući se na gene povezane s drugim fizičkim osobinama, kao i na gene koji kontroliraju osobine temperamenta poput agresije, znatiželje i trajnosti. Možda je Seabiscuit imao varijante u tim genima ponašanja koji su mu davali nevjerojatnu želju za pobjedom unatoč fizičkim svojstvima manje idealnim.

Kroz ovu studiju, suradnici se nadaju da će dobiti predstavu o tome koje su genetske komponente Seabiscuit učinile velikim trkačkim konjem. Znamo da su trkačke čistokrvne rane početkom 20. stoljeća izgledale sasvim drugačije od današnjih konja, pa će biti zanimljivo vidjeti je li DNK Seabiscuita primjetno drugačiji od onog njegovih modernih kolega. Za sada izgledi za kloniranje Seabiscuita nisu mogući, zbog nedovoljne količine i loše kvalitete nuklearne DNK koju bismo mogli dobiti.

* Uputa urednika, 31. listopada 2018.: Prethodna verzija ove priče pogrešno je navela da je potomak pete generacije Seabiscuita nazvan Bronze Star, kada je to u stvari bilo Brončano more. Priča je uređena da popravi tu činjenicu.


Ovaj je članak prvotno objavljen u časopisu The Conversation. Razgovor

Steven Tammariello, izvanredni profesor bioloških znanosti i direktor Instituta za genomiku konja, Sveučilište Binghamton, Državno sveučilište u New Yorku

Znanstvenici su izvadili DNK iz kopita iz Seabiscuita kako bi shvatili kako je bio tako brz