国際的な研究コンソーシアムが2,000の犬ゲノムを生成・解析しました。この結果得られた先進的な遺伝学ツールキットは、犬の家畜化、品種の形態や行動の遺伝的な違い、疾患の感受性、およびゲノムの進化と構造に関する複雑な生物学的問題に答えるために使用できます。
2023年8月15日にGenome Biologyで公開されたこの研究は、ツールキットリソースの内容と最初の一連の発見を説明しています。この公開は、Dog10Kコンソーシアムの取り組みの集大成であり、25の機関での48人の科学者が、この巨大な解析作業のためのサンプルとリソースを提供しています。
このオープンアクセスの論文のタイトルは「Genome Sequencing of 2000 Canids by the Dog10K Consortium Advances the Understanding of Demography, Genome Function and Architecture（Dog10Kコンソーシアムによる2000のイヌ科動物のゲノムシーケンスは、人口動態、ゲノムの機能とアーキテクチャの理解を進める）」です。
Uppsala Universityの研究科学者であるジェニファー・メドウズ博士（Jennifer Meadows）は、「全世界のコミュニティがアクセスでき、研究を迅速に翻訳するために使用できるリソースを提供することが目的でした。これには犬とオオカミの共通の祖先の研究や、癌の臨床治療などが含まれます。すべてのこれらの道は刺激的であり、すべてがDog10Kカタログの恩恵を受けることができます」と述べています。
Dog10Kの解析の力は、チームが捉えることができた遺伝的多様性の深さにあります。犬のサンプルは、約400の認識されている血統犬品種のうち320以上から、さらに村の犬やオオカミ、コヨーテの特定の集団から採取されました。
このデータに基づいて、チームは以下を開発しました：
- 単一ヌクレオチド変異の包括的なカタログ。これには、タンパク質コード遺伝子を破壊し、犬の外観や生理の極端に影響を与える可能性があるものが含まれます。研究の際にサンプルを取ったすべての血統犬は疾患がなく、これはタンパク質の機能喪失を引き起こす変異がその集団で明白な疾患を引き起こさないことを示唆しています。
- 構造変異のカタログ。この変異のカテゴリーは、最小サイズが50塩基対であり、単一ヌクレオチド変異よりもゲノムのより多くのスペースに影響を与えます。いくつかの構造変異はタンパク質コード遺伝子に影響を与えることがわかりました。これは、その個体でのタンパク質の生成が多すぎるか、少なすぎることを意味する可能性がありますが、再び血統の集団で明らかな疾患を引き起こしませんでした。
- Dog10Kチームは、これらの単一ヌクレオチド変異と構造変異が、血統犬品種内外でどのように分布しているか、およびこれらの変異が潜在的な薬物治療の研究にどのように影響するかを示しました。
- 公開データ処理パイプライン。異なる設定を使用してシーケンスデータをマッピングし、その後で変異を呼び出すと、異なる研究の結果の組み合わせが困難になる場合があります。Dog10Kコンソーシアムが使用したパイプラインはコミュニティに開かれているため、新しいまたは既存のデータを処理し、このセットと簡単に組み合わせることができます。
- 単一ヌクレオチド変異からの推定パネル。推定は、研究者が直接測定しなかったサイトでの変異を推論するプロセスです。Dog10Kチームは、推定パネルを使用することで、ジェノタイピングアレイ研究で一般的に使用される170,000の単一ヌクレオチドサイトを含むデータセットを最大8百万サイトまで拡張できることを示しました。これにより、研究者は貴重なサンプルを再利用し、さらに多くのデータが必要な複雑な問題を再評価することができます。
「データの潜在能力の表面をかろうじて摘んだに過ぎない。」「犬、オオカミ、コヨーテにはまだ見つけられていない遺伝的多様性が残っているが、Dog10Kチームは、この最初の努力が犬科学コミュニティにどのように適用されるかを楽しみにしています。」と、メドウズ博士は述べています。
このDog10Kコンソーシアムのフェーズは、National Institutes of Health（USA）、Chinese Academy of Sciences、Jane and Aatos Erkko Foundation、European Research Council、およびSwedish Research Councilからの複数の助成金によってサポートされました。
メドウズ博士（Uppsala University）とジェフリー・キッド博士（University of Michigan）が研究の共同主著者であり、Ya-Ping Zhang博士（Chinese Academy of Sciences、中国）とElaine Ostrander博士（National Human Genome Research Institute [NIH]）が共同シニア著者です。
