Spring naar inhoud

 

Regelmatig verschijnen er op Facebook berichten met röntgenfoto's zoals hieronder, van de botten en gewrichten van jonge puppy's. Erg interessant om te zien natuurlijk, en de waarschuwing dat men voorzichtig moet omspringen met een zich ontwikkelend jong dier is belangrijk, maar jammer genoeg is een begeleidende tekst als "gewrichten bestaan nog volledig uit spieren, pezen en ligamenten bedekt met huid" incorrect. Dat iemand die geen basiskennis heeft van botgroei, dat bij het zien van deze röntgenfoto's denkt, is natuurlijk niet zo vreemd, maar erg jammer dat deze desinformatie zo verder wordt verspreid. In dit artikel proberen we kort uit te leggen hoe het dan wel zit.

 Bij een puppy bestaan de meeste botten nog voornamelijk uit kraakbeen. Kraakbeen is zachter dan bot. Bovendien is het buigzaam, net als het kraakbeen in b.v. de oren van een volwassen hond (of die van jezelf). 

Aan de uiteinden van de meeste botten zit een schijfvormig stukje kraakbeen. Dit zijn de groeischijven. De groeischijven blijven tot ze verbenen aan het einde van de groei,  bestaan uit kraakbeen. In de groeischijven vindt de lengtegroei plaats.

In de groeischijf wordt nieuw kraakbeen gevormd. De kraakbeencellen delen zichzelf: daardoor vindt dus groei plaats. De nieuwe kraakbeencellen duwen de uiteinden van het bot naar buiten. Het bot wordt aan de uiteinden dus steeds langer.

De kraakbeencellen maken ook een vezelige stof aan die matrix wordt genoemd. Deze stof is belangrijk voor de opbouw van het bot. Na een aantal celdelingen veranderen de kraakbeencellen in uitgerijpte kraakbeencellen. Deze uitgerijpte kraakbeencellen kunnen niet meer delen maar wel veel matrix maken. Na een tijdje verdwijnen die uitgerijpte kraakbeencellen en ontstaat er op die plek botweefsel. Daardoor schuift de groeischijf mee met het uiteinde van het bot, steeds verder weg van het midden van het bot.

Kraakbeen (cartilage in Engels) zie je niet op foto's, maar wel op MRI's, en dan zie je dat een puppy gewoon compleet wordt geboren en niet bestaat uit een pakketje losse botjes die bij elkaar wordt gehouden door spieren, pezen en ligamenten. Hieronder zie je een MRI van het heupgewricht van een puppy van één dag jong. 

Op onderstaande afbeelding zie je tekeningen van de ontwikkeling van het heupgewricht. Het grijs is het kraakbeen (wat je dus niet ziet op röntgenfoto's).

Waarom is dit belangrijk om te weten? Hoewel kraakbeen heel flexibel is, is het ook kwetsbaar voor vervorming door krachten van buitenaf (belasting, voeding, etc.). Ik vergelijk het zelf altijd met een emmer, die zijn best flexibel, maar als je er maar lang genoeg op gaat staan, of er misschien eens flink op gaat springen, vervormt die, zakt in, etc. en als je dat dan terugvertaalt naar vervormd kraakbeen welke vervolgens ossificeert (bot wordt) is het beeld vast duidelijk.

Hoe lang een bot doorgroeit verschilt niet alleen per bot, maar b.v. ook per ras. Veralgemeniserend kun je zeggen dat voor een ras als de Briard de snelle groeiperiode de eerste 18 weken behelst en de complete botgroei voltooid is tussen de 11 en 18 maanden.

 


Er is net een nieuw onderzoek gepubliceerd:
Pigment Intensity in Dogs is Associated with a Copy Number Variant Upstream of KITLG
https://www.mdpi.com/2073-4425/11/1/75
Je kunt vanaf die pagina gratis een kopie in PDF formaat downloaden.

Afbeelding uit het onderzoek

Overzicht:
* Vorig jaar werd een mutatie van het MFSD12 gen gevonden, die verantwoordelijk is voor lichter pheaomelanine bij bepaalde rassen. Hiervoor is inmiddels een test beschikbaar en staat bekend onder de intensiteit locus, I locus of rood dilute 1.
Het wetenschappelijke artikel daarover kun je hier vinden: https://www.mdpi.com/2073-4425/10/5/386/htm
Info op onze website daarover vind je hier: https://www.briardinfo.nl/briard/vijftig-tinten-fauve/
* De nieuwe studie (door UC Davids) ontdekte een variant in de buurt van het KITLG gen, welke verantwoordelijk is voor donkerder pheaomelanine, maar ook zichtbaar lichter vs donkerder eumelanine.
*De locus in kwestie is een copy number variant (CNV). Dat betekent dat een bepaald stuk van het DNA wordt herhaald bij sommige honden -en het aantal van die herhalingen varieert. In grote lijn betekent dat hoe meer kopieën van die reeks, hoe intenser gepigmenteerd de vacht. Een ander kleur allel waarbij CNV’s betrokken zijn is overigens KB. Deze komt ook voor in verschillende aantallen kopieën.

Haar pigmentatie:
* Haar met meer intense pigmentatie (hoger aantal kopieën) is meer uniform gekleurd, terwijl haar met minder intense pigmentatie (lager aantal kopieën), lichter aan de wortels is en donkere punten heeft.
Effect op phaeomelanine bij verschillende rassen:
* Alleen honden met het wild type voor de I locus werden gebruikt voor de evaluatie van de nieuwe variant.
* Het onderzoek begon met de Nova Scotia Duck Tolling Retrievers, waarbij donker en licht rode exemplaren geëvalueerd werden. De donker rode honden hadden een hoger aantal kopieën (~5) dan de licht rode honden (~2)
* Andere donker rode rassen hadden hoge aantal kopieën: Ierse Setter ~8, Epagneul Breton ~7.
* e/e Poedels: rode Poedels: ~8 , crème Poedels: ~3 copies.
*Phaeomelanine intensiteit in Labrador en Golden Retrievers kon niet worden verklaard door de I locus oof door het KITLG kopie aantal variant .
*Dit betekent dat er meer loci moeten zijn die (phaeomelanine) intensiteit beïnvloeden.

Effect op eumelanine bij verschillende rassen:
*Het is erg verrassend dat deze zelfde locus ook het eumelanine beïnvloedt, m.n. greying/silvering, aangezien we aannamen dat dit alleen veroorzaakt werd door een variant welke door bearded rassen getoond werd.
*Poedels: Zwart: ~6 kopieën, zilver: ~2
* Licht zwart: Bearded Collie: ~4, Old English Sheepdog: ~2
* Donker zwart: Border Collie: ~4 (past niet in het patroon), Flat Coated Retriever: ~7, Rottweiler: ~7
*De schrijvers gaan uit van de hypothese dat haarlengte/ vacht type iets te maken heeft met het uiteindelijke fenotype

Pleiotrope effecten / neveneffecten:
*KITLG is belangrijk voor een verschillende ontwikkelingsprocessen, maar het is waarschijnlijk dat deze varianten alleen kleur beïnvloeden.
* Deze CNV wordt geassocieerd met gevoeligheid voor teenkanker bij honden. Honden met meer dan 4 kopieën en die homozygoot zijn voor een hoog aantal kopieën hebben een groter risico. Niet alle honden met deze risico factoren worden ziek, dus er lijken meer invloeden bij deze kanker mee te spelen.

* Er zijn nog vragen die beantwoord moeten worden voordat er een commerciële test beschikbaar komt.


Door Carol Beuchat PhD
Met toestemming vertaald en overgenomen van de website van het Institute of Canine biology
Een instabiel gewricht (onvoldoende aansluiting) is de belangrijkste riscio factor voor de ontwikkeling van heup dysplasie. Gewrichtsslapte is het resultaat van stress op het ligament dat in het gewricht ligt, het teres ligament, dat de kop van de femur verbindt met de heupkom.
Als het teres ligament beschadigd is, wordt de ronde kop van de femur niet nauwsluitend in de kom van het heupgewricht gehouden. Omdat de normale ontwikkeling van de heup een reactie is op de biomechanische krachten op de kom gedurende de groeiperiode van de puppy, kan een abnormale positie van de kop resulteren in schade van de rand van de heupkom en daarmee de ontwikkeling van heup dysplasie. Een goede ontwikkeling van het heup gewricht hangt in essentie af van dat de kop van femur goed in het midden van de heupkom zit. (Je kunt hier meer over lezen in “de 10 meest belangrijke dingen die je moet weten over heupdysplasie bij honden").

Het teres ligament zit aan de ene kant vast aan de kop van de femur en aan de andere kant aan de heupkom.
Hoe wordt de teres ligament beschadigd? Kennis die voorhanden is over de oorzaak van heup dysplasie bij mensen kan dit verduidelijken. ​De heupkommen van honden en mensen zijn vrijwel gelijk. De kop van de femur wordt stevig vastgehouden in de heupkom door spieren en pezen. Deze zijn zo strak en het teres ligament zo kort dat bij de geboorte, de benen uit elkaar en licht gebogen worden gehouden. Als de benen bij elkaar worden gehouden, wordt de kop van de femur van de heupkom weg getrokken, zoals je kunt zien in de afbeelding hieronder. Dit zet abnormale kracht (stress) op het teres ligament en kan resulteren in schade welke weer kan resulteren in gewrichtsslapte van het heupgewricht.

De bewegingen van de benen die stress op het teres ligament zetten, worden adductie en extensie genoemd – het strekken van de benen en ze bij elkaar brengen. Dit is de reden waarom heup dysplasie meer voorkomt in culturen waar baby’s strak ingebakerd worden, dan waar men kinderen op de rug draagt met de benen rond het middel van moeder. Met deze kennis, worden nieuwe moeders geadviseerd om pasgeborenen niet als een burrito in te bakeren maar losser met ruimte voor het spreiden van benen en het buigen van de knieën.

 

Waarom doet dit ertoe bij honden?

De heupen van pasgeboren puppy’s zijn gelijk aan die van mensen. Het heupgewricht is bij de geboorte voornamelijk kraakbeen, welke in bot wordt omgezet gedurende de eerste 5 maanden groei. Bij de geboorte, is het teres ligament erg kort en sterk en het wordt langer als de puppy groeit, zodat er meer vrijheid voor het gewricht is om te bewegen. Net als mensen, zal een pasgeboren puppy die op zijn rug ligt, de poten uit elkaar en gebogen houden.
Echter, als een pasgeboren puppy op een ondergrond wordt geplaatst met onvoldoende grip, glijden zijn voeten onder hem weg, net als die van jou zouden doen als je op ijs zou lopen met gewone schoenen. In het geval van de puppy, probeert deze te lopen door het achterwaarts duwen met de achterpoten en als er onvoldoende grip is op de ondergrond, strekken de benen en zelfs de voeten tot het maximale. Je zult dit zien als je naar puppy’s in de werpkist kijkt en je de voetzooltjes van de achterpoten naar de lucht wijzen i.p.v. naar de vloer. Een pup (en jijzelf) bewegen voorwaarts door achterwaarts te duwen. Als er onvoldoende grip is, zullen de benen uitstrekken en adduceren, exact de positie waarin schade optreedt aan het teres ligament bij mensenbaby’s.
De meeste mensen die ik het vraag, antwoorden dat ze hun puppy’s op materiaal met goede grip hebben in de werpkist. Vetbed, rubber matten, vloerbedekking, puppy-pads en vele andere dingen worden regelmatig gebruikt in de werpkist. Ik heb ze allemaal getest, en meer, en geen van allen gaf voldoende grip voor elk ras dat ik heb getest gedurende de eerste weken van opgroeien.
Hoe ik de grip heb beoordeeld? Ik heb naar extensie en adductie van de achterpoten gekeken. Als ik de voetzolen naar de lucht zag wijzen, werd de mat afgekeurd
Om eerlijk te zijn, vond ik één mat die voldoende grip gaf. Deze was gemaakt van kokos vezels die recht naar boven staken als borstelharen. Het gaf geweldige grip, maar het schaafde ook de delicate huid van de pasgeboren puppy’s voetzolen. Dat was uiteraard ook een mislukking.
Hieronder staan wat voorbeelden van wat ik observeerde tijdens het kijken naar puppy’s en als je even zoekt, zijn er vele gelijke voorbeelden te vinden in de massa’s aan puppy video’s op YouTube (zoek op "newborn puppies nursing or crawling”).

 

Om er zeker van te zijn dat dit duidelijk is, kijk eens naar deze video. Dit is een Mopshond. De Mopshond is een zware hond voor zijn formaat en hebben ook zware puppy’s. Mopshonden staan op nummer 2 van de hondenrassen in de OFA (Orthopedic Foundation for Animals) lijst met heup dysplasie frequenties.
De tranen zouden in je ogen moeten springen bij het zien van deze video. Deze “schattige” puppy is niet aan het leren kruipen. Het is zijn heupen aan het ruïneren omdat er geen enkele grip is en het voegt zich bij de vele andere honden die lijden aan heup dysplasie (en hoe zit het met die ellebogen??!!!)

Als je goed hebt opgelet, vraag je je waarschijnlijk af of je eigen puppy’s ooit met de voetzooltjes naar boven gericht liggen. Om je wat oefening te geven in het opmerken van extensie-adductie van de achterpoten (voor je weg sprint om naar je foto’s te kijken!), bekijk eens deze erg actieve puppy’s. Op het eerste oog, lijkt het alsof ze aardig goed rond kunnen bewegen, maar kijk eens goed; deze puppy’s op deze ondergrond zouden de “grip-test” niet doorstaan.
Kijk aandachtig! (Geef het een paar seconden om te laden, als de video schokkerig lijkt.)

 

Ik heb honderden nesten geobserveerd op allerlei ondergronden en tot nu toe is de ENIGE ondergrond die voldoende grip gaf voor alle puppy’s (dat is de achterpoten werden nooit volledig gestrekt en recht) was de kokos vezel mat die de huid van de zolen af kon schaven. Dit zijn matten die je in grote hotels ziet in gebieden waar het sneeuwt, zodat je met de haren de sneeuw aan de onderkant van je schoenen kunt vegen. Deze zijn ontworpen om ruw te zijn.
Nu, dit leidt tot de logische vraag. Is heup dysplasie het resultaat van inadequate grip in de werpkist voor pasgeboren puppy’s ? Als dat zo is, kunnen we heup dysplasie nu elimineren, simpel door goede grip te geven die uitglijden voorkomt. Het klinkt ongeloofwaardig, maar als we in 60 jaar strenge selectie nog steeds heup dysplasie niet hebben kunnen elimineren, is het waard een nieuwe verklaring te onthalen.
Ik heb de afgelopen jaren aan de oplossing voor dit probleem gewerkt. Eindelijk, na veel gedoe en gepruts, met een variatie aan types ondergronden, heb ik er eindelijk één die wegglijden zou moeten voorkomen en daarmee schade aan het teres ligament wat kan resulteren in heupdysplasie. Ik werk momenteel aan het testen van deze ondergrond bij verschillende nesten van een variatie aan rassen en tot zover werkt het goed. Ik moet naar veel meer rassen kijken en de puppy’s de eerste weken als hun gewicht drastisch toeneemt tijdens het groeien, observeren. Natuurlijk, de belangrijkste test zal zijn of de puppy’s gezonde heupen hebben, dus enkele puppy’s zullen met vier maanden d.m.v. PennHip beoordeeld worden. PennHipp kwantificeert gewrichtsslapte van de heup met de "distraction index." Zal dit uiteindelijk het heup dysplasie probleem bij honden oplossen? Tijd zal het ons leren. Maar ik ben erg optimistisch.
Je kunt meer leren over ICB’s Heup Dysplasie Project en hoe je een nest kunt aanmelden via:
https://www.facebook.com/groups/ICBHipDysplasiaProject/

In aanvulling op het vorige bericht over de kinship en mean kinship van de Briards die in Nederland in 2019 ingezet zijn voor de fok en hun (beoogde) nakomelingen, hierbij nog wat cijfers van de geboren nesten; de inteelt (COI) over alle generaties van het nest en het gemiddelde van de ouders over alle generaties (de inteelt van het nest zou bij voorkeur onder het gemiddelde van de beide ouderdieren moeten liggen), de AVK (voorouderschapsverlies) over 10 generaties en het aantal unieke voorouders op 2046 mogelijke voorouders in 10 generaties.


Hoe verwant is de ene Briard aan de andere Briard? We kennen bijna allemaal de broers en zussen van onze Briards, de ouders, grootouders, misschien ook wel ooms, tantes, neven en nichten. Maar wist je dat alle Briards genetisch gezien nauw verwant zijn?
We kunnen deze verwantschap precies berekenen d.m.v. de kinship-coefficient (k). Je kunt dit vertalen als verwantschapscoëfficiënt, maar omdat we die vertaling meestal gebruiken voor de Coefficient of Relatedness (COR), gebruiken we hier de Engelse termen. De COR kun je berekenen door 2x de kinship te nemen. In onderstaande tabel zie je welke cijfers horen bij normale niet-ingeteelde familieverbanden.

Omdat onze honden ingeteeld zijn, om zodoende honden te krijgen die voldoen aan de eigenschappen (werk, karakter en uiterlijk) die men wenst en deze ook doorgeven aan nakomelingen, is het goed om te kijken naar hoe verwant onze Briards onderling zijn. Om zoveel mogelijk de genen diversiteit die nog aanwezig is te behouden, moeten we de honden die relatief onverwant zijn aan de andere honden in de populatie inzetten voor de fok. Ook moeten we oppassen met het combineren van nauw verwante honden, zover dat nog mogelijk is. We berekenen de kinship door de COI (Coefficient of Inbreeding, de inteeltcoëfficiënt) van een fictieve nakomeling van twee dieren te berekenen.
In onderstaande tabel hebben we de 11 reuen en 11 teven genomen die dit jaar voor de fok in Nederland zijn ingezet en hun onderlinge verwantschap berekend.
Als je b.v. in de linker rij hond 19.o9 opzoekt en in de bovenste kolom hond 19.o15, zie je in de tabel dat de bijbehorende kinship 25,13% is, dus een COR van 50,26%, een getal welke hoort bij een volle broer-zus verparing, of vader met dochter, of moeder met zoon. Deze verwantschap zie je niet terug als je alleen maar naar een 5-generatie-stamboom kijkt, dan zie je alleen terugkerende namen bij over-over-grootouders en over-over-over-grootouders.
In de tabel zie je ook de MK staan, dit staat voor de Mean Kinship, de gemiddelde verwantschap van de honden. Hond 19.o3 is b.v. gemiddeld voor 19,15% verwant aan de andere honden, en hond 19.o10 23,71%. Het percentage van 22,77 in het geel is de gemiddelde verwantschap van al deze 22 honden.
De MK in grafiek:

 

En hoe verwant zijn nu alle pups die dit jaar geboren zijn/worden aan elkaar? Ook dat kunnen we gemakkelijk berekenen en in beeld brengen:
De gemiddelde kinship van deze pups is dus 22,82%.

 

NOOT: De cijfers zijn gebaseerd op stamboomgegevens zover die aanwezig zijn, tot de founders, de werkelijke cijfers liggen hoogstwaarschijnlijk nog hoger.

 

Wageningen University & Research biedt weer een gratis MOOC (Massive Open and Online Course) aan via EDX

Evaluating Breeding Programmes Krijg inzicht in hoe een fokprogramma te evalueren, zowel in termen van genetische vooruitgang als genetische diversiteit. In deze cursus wordt ook aandacht geschonken aan genetische diversiteit en het behouden daarvan bij rashonden.

Deze cursus kun je in je eigen tempo volgen gedurende 6 weken en is onderdeel van het professionele certificeringsprogramma Animal Breeding and Genetics. De cursus is zeker ook een aanrader voor hondenfokkers, en leden van fok aangelegenheden commissies

Hieronder zie je een afbeelding van muizen uit een onderzoek naar epigenetica (epigenetic inheritance at the agouti locus in the mouse, Morgan et all. 1999).
De muizen zijn genetisch identiek aan elkaar en toch zie je een grote variatie in hun expressie van de A-locus. Hoe kan dat? Het antwoord daarop ligt in de epigenetica, een nog jong, maar zeer fascinerend vakgebied binnen de genetica.
In dit artikel laten we je kennis maken met de basisprincipes van epigenetica.

Wat is dat nou eigenlijk, epigenetica?

Epigenetica betekent letterlijk ‘rondom het DNA’. Nog preciezer gaat het om de ‘markeringen’ rondom het DNA die genen aan en uit kan zetten. Die markeringen veranderen en lijken overerfbaar. De naam epigenetica is in 1942 bedacht door de Engelse bioloog Conrad Waddington, maar dat het milieu genetica kan beïnvloeden wordt pas sinds de jaren 90 overwogen.

Epigenetica is dus het vakgebied binnen de genetica dat de invloed bestudeert van de omkeerbare erfelijke veranderingen in de genfunctie die optreden zonder dat de genen (de DNA-code) zelf  veranderen.

Sommige omgevingsinvloeden, zoals stress, voeding of luchtvervuiling kunnen invloed hebben op de gezondheid, het gedrag en uiterlijk. En ook op die van (klein)kinderen. De genen zelf veranderen dan dus niet, maar het is alsof bepaalde genen uit of aan gaan staan door die omstandigheden. Of anders afgesteld staan.

Tot nu toe weten we nog niets over epigenetica bij honden, dus we kunnen alleen kijken naar de verbazingwekkende dingen die ontdekt zijn bij andere dieren en mensen en ons afvragen wat de implicaties zouden kunnen zijn voor onze honden.

De “anatomie” van epigenetica.

Als je je genen ziet als de hardware van een computer, dan is epigenetica de software – het geheel aan instructies voor wat de genen zouden moeten doen. Elke cel in het lichaam heeft hetzelfde DNA (de hardware). Hoe kan het dan dat een levercel zich anders ontwikkelt en anders functioneert dan een hersencel? Epigenetica (de software) zorgt voor deze werkverdeling door genen aan of uit te zetten.

Slechts ongeveer 5% van je DNA bestaat uit genen die coderen voor proteïnen en een lange tijd is gedacht dat de andere 95% van het DNA eigenlijk niets deed (het werd dan ook “junk DNA” genoemd). Het blijkt echter dat de niet-coderende DNA het regulerend systeem is, de software dat de complexe machine van leven runt.

Epigenetische veranderingen bestaan in twee vormen: 1. aanpassingen aan het DNA zelf of 2. aanpassingen aan de histon-eiwitten, waar de dubbele helix omheen gewikkeld zit.

 1. Epigenetische veranderingen in het DNA

De expressie van genen in een cel wordt geregeld door de verbinding van bepaalde moleculen aan specifieke plekken van het DNA in het niet-coderende DNA. Er zijn verschillende manieren waarop dit gedaan kan worden, maar laten we naar één voorbeeld kijken waarbij het molecuul cytosine en een methyl-groep betrokken zijn.

Een methylgroep (Me) bestaat uit één koolstofatoom(C) en drie waterstofatomen (H) en heeft dus de formule CH₃

Zoals je ziet heeft het koolstofatoom (C) vier plekken waar een ander atoom zich aan kan binden. Drie van deze plekken zijn bezet door waterstofatomen (H) en één is vrij om een ander atoom aan te binden. Om de genexpressie te regelen verbindt een methylgroep zich met een cytosine molecuul, dat is één van de vier nucleotide moleculen waaruit DNA bestaat (adenine, thymine, guanine en cytosine).

Als een methylgroep wordt verbonden met de nucleotide base cytosine, is het  DNA gemethyleerd.

 2. Epigenetische veranderingen aan de histoneiwitten

Ons DNA in iedere cel is twee meter lang. Dus je kan je voorstellen dat om in onze cellen te passen, dat het heel erg opgevouwen en opgerold moet zitten. Het DNA zit opgerold rondom een molecuul genaamd “histon”. Histonen vormen een structuur genaamd “chromatine”. Chromatine kan “gesloten” zijn (ontoegankelijk), of open (toegankelijk). Dit proces wordt gereguleerd door de epigenetica.

Epignetica zorgt er dus eigenlijk voor hoe strak of hoe los genen verpakt zitten. Genen die dus actief moeten zijn voor een bepaald celtype,  zijn heel los verpakt waardoor ze makkelijker tot expressie kunnen komen. Terwijl genen die heel krap verpakt zitten, die heel strak opgerold zitten, die kunnen minder makkelijk tot expressie komen of zullen zelfs niet tot expressie komen.

Weinhold 2012

Epigenetica en inprenting

Maar wat regelt het epigenetische proces? Er moet nog een andere factor zijn die de epigenetische veranderingen laat plaats vinden. Dit hogere niveau is “het milieu”, de invloeden vanuit de omgeving (herinner je dat het fenotype= genetica + milieu). Het meest verrassende wat we leerden over epigenetica is dat epigenetische veranderingen van de genfunctie van de ene op de andere generatie kunnen worden doorgegeven en in sommige gevallen voor vele generaties. Deze overerfbare veranderingen in genfunctie worden genetische inprenting genoemd.

Genetische inprenting

Er zijn twee algemene types van epigenetische effecten: 1) de genen die de genexpressie van een dier veranderen en 2) die niet alleen een effect hebben op het dier zelf, maar ook op zijn nakomelingen. Genen waarvan de expressie bepaald is door de ouder die ze heeft overgedragen worden “ingeprente genen” genoemd. Normaal worden, vlak na de bevruchting, alle epigenetische markeringen van het chromosoom gestript, dus het DNA wordt gereset en de epigenetische geschiedenis verwijderd. Ingeprente genen ontsnappen hieraan en dragen dus de epigenetische aanpassingen die in de genen van de ouders gemaakt zijn verder in de ontwikkeling van de foetus.

Alsof dit nog niet raar genoeg is, wordt het nog gekker! De epigenetische expressie of uitzetting van een gen, kan afhankelijk zijn van welke ouder het gen komt. Dus een dier kan homozygoot zijn voor een allel, maar het allel van de vader heeft andere epigenetische effecten dan het allel wat van de moeder geërfd is. Deze genen zijn dus via vader en via moeder ingeprent. Een bekend voorbeeld hiervan is het muildier en de muilezel.

De genetische inprenting die van de ene op de andere generatie overdragen wordt, heet “transgenerationele epigenetica”. Als je wel eens naar stambomen kijkt om de overerving van een eigenschap uit te zoeken en typische Mendeliaanse patronen van vererving verwacht, kan dit het interpreteren van patronen van overerving zeer lastig maken.

Voorbeelden van epigenetica

Voeding en epigenetica

Er zijn veel niet genetische-factoren die epigenetische veranderingen kunnen veroorzaken, en één daarvan is voeding. Voeding heeft een duidelijk effect omdat voedingsstoffen een bron zijn voor de moleculen die gebruikt worden voor epigenetische markeringen. Bijvoorbeeld, de methylgroepen die aan de DNA nucleotiden binden, worden tenslotte uit de voeding gehaald en een dieet met een gebrek aan een bron van methylgroepen kan serieuze gevolgen hebben. Foliumzuur is een B-vitamine die rijk is aan methylgroepen. Als er een tekort is in het dieet tijdens de vroege zwangerschap, kan dit resulteren in een gespleten verhemelte spina bifida omdat het tekort aan een essentieel onderdeel de ontwikkeling van de zogenaamde neurale lijst verstoort.

Epigenetica en gedrag

Experimenten hebben aangetoond dat de wijze waarop moederdieren (mensen of muizen) interactie hebben met hun pasgeborenen, niet alleen effect heeft op de eigenschappen van de nakomelingen maar ook hoe hun genen reageren op omgevingsinvloeden. Er zijn ook effecten van de sociale omgeving, dus of een jong is opgegroeid in een gemeenschap of in een geïsoleerde sociale omgeving.

In een inmiddels beroemd experiment met ratten, keken onderzoekers hoe het gedrag van de moeder de nakomelingen beïnvloedt. De jongen van de ratten die goede moeders waren en veel tijd spendeerden aan hun puppen, en in het bijzonder likken en verzorgen, reageerden eenmaal volwassen anders op stress; ze waren minder reactief en hadden minder toename van stress hormonen in stressvolle situaties. De jongen van ratten die minder aandacht besteedden aan hun pups, reageerden niet alleen meer op stress, maar zij hadden op hun beurt ook weer minder aandacht voor hun pups. Om te bevestigen dat deze verschillen door epigenetische effecten van ouderlijke zorg veroorzaakt werden en niet door Mendeliaanse genetica, wisselden onderzoekers pups tussen goede en slechte moeders en de epigenetische veranderingen waren hetzelfde.

Het lijkt er zelfs op dat voortplantingskenmerken en -gedrag bijzonder gevoelig zijn voor epigenetische effecten. Er kunnen veranderingen worden gezien in de eigenschappen van de moeder zoals aandacht gevend gedrag, melkproductie en in voedingsgedrag en zuigkracht van de nakomelingen.

Er is duidelijk bewijs dat epigenetica ook betrokken is bij de overdracht van “genetisch geheugen” aan de volgende generatie. Onderzoekers deden een experiment om te testen of angst transgenerationeel over geërfd kan worden. De onderzoekers stelden mannelijke muizen bloot aan een kersenbloesemgeur en een kleine elektrische shock. De muizen leerden om de geur met een shock te associëren en ze reageerden angstig wanneer ze alleen aan de geur werden bloot gesteld. Dezelfde reactie op de specifieke kersenbloesemgeur werd gevonden bij hun nakomelingen die nooit aan elektrische shocks waren bloot gesteld. Ook in de daarop volgende generatie was dezelfde reactie meetbaar.

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------REFERENTIES:

*Epigenetics: The Science of Change. Bob Weinhold (2006)
Environmental Health Perspecives Vol. 14 No. 3 https://doi.org/10.1289/ehp.114-a160

*Epigenetic inheritance at the agouti locus in the mouse Hugh D. Morgan, Heidi G.E. Sutherland, David I.K. Martin & Emma Whitelaw (1999)
https://www.researchgate.net/profile/David_Martin35/publication/12754768_Epigenetic_inheritance_at_the_agouti_locus_in_the_mouse/links/00b7d53ab35c8accad000000.pdf

*Maternal epigenetics and methyl supplements affect agouti gene expression in Avy/a mice George L. Wolff, Ralph L. Kodell, Stephen R. Moore and Craig A. Cooney
https://www.researchgate.net/profile/Craig_Cooney/publication/13578476_Maternal_epigenetics_and_methyl_supplements_affect_agouti_gene_expression_in_Aa_mice/links/0046352a6757117e5e000000/Maternal-epigenetics-and-methyl-supplements-affect-agouti-gene-expression-in-A-a-mice.pdf

*Gene expression patterns associated with posttraumatic stress disorder following exposure to the world trade center attacks Yehuda, R et al (2009)
Biological Psychiatry, DOI: 10.1016/j.biopsych.2009.02.03

We hebben zojuist een artikel gepubliceerd over de genetica van de vachtkleuren van de Briard. In een vervolg artikel willen we aan de hand van foto's van echte Briards, in allerlei kleuren, -patronen en -schakeringen, dit verder bespreken. Vind je het leuk om jouw hond daarbij terug te zien, stuur gerust een foto naar ons toe.


Fauve Briards komen in allerlei kleurschakeringen voor, van bijna wit tot diep warm fauve. Omgevingsfactoren, zoals zon, voeding en hormonen, spelen uiteraard  ook een rol in deze nuanceverschillen, maar in dit artikel behandelen we de genetische aspecten, althans zover we die nu kennen.

Eumelanine en phaeomelanine
Alle mogelijke vachtkleuren en -patronen van honden worden door twee verschillende pigmenten bepaald; eumelanine en phaeomelanine. Elk van deze twee pigmenten heeft een “standaard” kleur die beïnvloed kan worden door een variatie aan genen. Eumelanine is zwart pigment die door één set genen veranderd kan worden in leverkleur (bruin), of in blauw of isabel door andere genen. Phaeomelanine is rood pigment.  De term “rood” dekt daarbij alles van diep rood tot heel licht crème.  In tegenstelling tot eumelanine, die in twee verschillende kleuren voorkomt (zwart en lever), komt eumelanine alleen voor als één kleur, die varieert in intensiteit. De meest intense phaeomelanine kleur is het rood van de Ierse Setter. De “standaard” kleur is waarschijnlijk “goud”, waarbij verschillende genen verantwoordelijk zijn voor minder of meer intensiteit.  Phaeomelanine wordt alleen in het haar geproduceerd, eumelanine is ook aanwezig in andere gepigmenteerde delen, zoals ogen en neus. Zwarte en grijze Briards tonen dus alleen eumelanine, fauve Briards vertonen een patroon waarin in meerdere of mindere mate ook phaeomelanine zichtbaar is.

I-locus

Hoewel dus al wel bekend was dat alle kleurvariaties van het rode pigment binnen het pallet van de pheaomelanine vallen, is het pas onlangs dat een locatie in het genoom gevonden is voor phaeomelanine-verdunning, de zgn. I-locus. De I staat voor “itensity”, intensiteit. De onderzoekers (Lees HIER het hele onderzoek) hebben in eerste instantie voornamelijk gekeken naar witte honden met extreme verdunning van het pheaomelanine, zoals de Witte Herders, Cotons de Tuléar en Bichons Frisé, maar ook de vachtkleur van honden die in een vachtpatroon phaeomelanine tonen (dus zoals onze fauve Briards), kunnen beïnvloed worden door het I-locus (in het onderzoek is gekeken naar Duitse Herders en Leonbergers).   Er is inmiddels een simpele dna-test beschikbaar voor deze enkelvoudig recessieve mutatie via Labogen (let wel: deze test is nog niet gevalideerd voor de Briard!). De uitslag kan dan I/I (rood, oranje, geel), I/i (drager van crème/wit) of i/i (crème/wit) zijn.
Vanzelfsprekend kunnen er nog andere eigenschappen zijn die invloed hebben, maar het ontdekken van deze mutatie is al een belangrijke stap.

D- en G-locus

De genen op  het D- en G-locus hebben vooral invloed op het eumelanine. Maar omdat ze in –beperktere- mate ook het phaeomelanine kunnen beïnvloeden, bespreken we deze hier ook.
Het gen voor verdunning (dilute) ligt op de D-locus. Het is recessief, dus d is dilute en D is normaal en om dus dilute te tonen moet de hond d/d als genotype hebben. Een hond met D/d of D/D heeft normaal (niet verdund) pigment. Het dilute gen heeft invloed op eumelanine (zwart en lever), hoewel phaeomelanine (rood) ook lichter kan worden (maar nooit in dezelfde mate als eumelanine). De belangrijkste aanwijzing dat een hond dilute is, is over het algemeen de kleur van de neus. De vacht kan geheel fauve zijn bijvoorbeeld, maar als de hond een blauwe neus heeft, is het genetisch een dilute, blauw-gepigmenteerde hond. Er wordt nogal eens geroepen dat dilute honden minder gezond zijn dan honden met normaal pigment. Dit is een misverstand veroorzaakt doordat in sommige rassen een aandoening bestaat die bekend staat als Colour Dilution Alopecia (CDA). Deze aandoening is echter het resultaat van een foute versie van het d-allel. Niet alle rassen dragen dit foute allel en de meerderheid van dilute-honden zijn gewoon gezond.
Blauwe Doberman Pinscher (A) en black-and-tan Doberman Pinscher (B)
Bron: Polymorphisms within the canine MLPH gene are associated with dilute coat color in dogs (Philipp et al.)
  De G-locus is nog niet te testen, maar  we weten, zover we dat kunnen inschatten, wel hoe deze werkt. De G-locus regelt de progressieve vergrijzing (‘greying”) van donkere pigmenten (eumelanine) van het haar en in beperkte mate soms ook de lichte pigmenten (phaeomelanine). Het greying- gen beïnvloedt niet het pigment van neus en ogen zoals het dilute- gen. Het is progressief (dus de hond wordt b.v. zwart geboren en wordt naar verloop van tijd grijs) en hoeft niet de gehele vacht te beïnvloeden. De G-locus kan zich alleen uiten als het Wh-gen aanwezig is, ook wel het “bearded-gen” genoemd, dat zorgt voor “furnishing”; de langere snuitbeharing zoals we die ook bij de Briard kennen. De Greying factor vererft dominant, dus als beide ouders de kleur waarmee ze geboren zijn behouden, gebeurt er niets met de kleur van de pups.

Binnenkort meer over kleurgenetica van de Briard!

Referenties:

*Identification of a Missense Variant in MFSD12 Involved in Dilution of Phaeomelanin Leading to White or Cream Coat Color in Dogs     Benoit Hédan  ,Edouard Cadieu , Nadine Botherel , Caroline Dufaure de Citres, Anna Letko , Maud Rimbault, Cord Drögemüller, Vidhya Jagannathan, Thomas Derrien, Sheila Schmutz, Tosso Leeb  and Catherine André 

*MLPH Genotype Melanin Phenotype Correlation in Dilute Dogs     Welle, U. Philipp, S. Rüfenacht, P. Roosje, M. Scharfenstein, E. Schütz, B. Brenig, M. Linek,L. Mecklenburg, P. Grest, M. Drögemüller, B. Haase, T. Leeb, C. Drögemüller   Journal of Heredity, Volume 100, Issue suppl_1, July-August 2009, Pages S75–S79,https://doi.org/10.1093/jhered/esp010

*Polymorphisms within the canine MLPH gene are associated with dilute coat color in dogs     Ute PhilippHenning HamannLars Mecklenburg, Seiji NishinoEmmanuel MignotAnne-Rose Günzel-Apel, Sheila M Schmutz, and Tosso Leeb

 

 

Door dr. Carol Beuchat.
Met toestemming overgenomen en vertaald van de website van het Institute of Canine Biology
Laten we zeggen dat je begint met een populatie van 100 gezonde honden. Alle genen zijn er voor een reden. Sommige doen dingen die heel belangrijk zijn zoals het maken van spierweefsel. Sommige doen kleine dingen zoals de hond een iets hogere vruchtbaarheid geven. Maar al deze genen hebben een functie.
Vervolgens maken we van deze populatie een gesloten genenpoel en beginnen we met fokken. Elke generatie kiezen we de “beste” honden en steriliseren de rest. Een gedeelte van de genetische variatie waarmee je begon, gaat verloren met de honden die uit de genenpoel verwijderd zijn. Daarbij gaan elke generatie enkele genen eenvoudigweg verloren door willekeurige kans, omdat ze niet werden doorgegeven aan een pup. Je verliest elke generatie enkele genen. Wat deden deze genen? Wat het ook was, het gebeurt niet als het gen verdwenen is. Elk verloren gen maakt iets kapot.
Nu, 50 generaties verder, ben je een groot deel van de originele genetische variatie kwijt. Er zullen veel dingen zijn die niet functioneren zoals ze zouden moeten. Dus daar staan we dan. Het is niet dat we een mutatie hebben waar we vanaf moeten zien te komen, het is dat we het NORMALE gen dat zijn werk zou moeten doen, kwijt zijn geraakt. Je kunt niet met iets gecompliceerds beginnen, een hoop willekeurige onderdelen weggooien en hopen dat het nog steeds werkt zoals het zou moeten. We begonnen met gezonde honden, we gooien genen weg en nu hebben we ongezonde honden. Het had niet anders kunnen gaan.
We gaan dit probleem NOOIT oplossen door meer genen weg te gooien in de hoop mutaties kwijt te raken. Het probleem is niet dat we een mutatie hebben, het probleem is dat we geen kopie meer hebben van het normale gen. We kunnen niet “weg fokken” van de problemen als het normale gen wat we nodig hebben er niet is. Dit is waarom we NOOIT het genetische-aandoeningen-probleem bij honden kunnen repareren op de manier waarop we het nu proberen. We moeten genen terug stoppen in de genenpool die verloren zijn gegaan zodat dingen weer kunnen werken zoals ze zouden moeten.
Hoe krijgen wilde dieren populaties het voor elkaar om gezond te blijven voor duizenden generaties (zonder DNA testen!!!)? Ze verliezen geen belangrijke genen uit de genenpoel. Dieren verplaatsen zich soms van de ene groep naar de andere, of van kudde naar kudde, wat de genen die verloren zijn gegaan in een populatie, herstelt. Als een populatie geïsoleerd raakt en er geen nieuwe individuen meer bij kunnen komen, is de genenpoel effectief gesloten en zal de populatie uitsterven. Altijd.
Fokkers van andere gedomesticeerde dieren begrijpen dit. Honden zijn niet anders. Wat is het dat we dit bij honden niet kunnen managen om dit goed te doen?
error: Content is protected !!