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馴化搞壞了毛小孩的基因

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在人擇的育種過程中,人類常常因為外觀喜好而造保留了狗在基因上部分的缺陷。

狗狗無疑是人類最好的朋友,愛狗的人類更是培育選拔出五花八門的純種狗。可是科學家發現,人類的育種讓狗狗帶了更多不良的基因突變。舉例來說,人類培養出的黑狗,讓牠們帶有較多拷貝數的 KITLG 基因,這讓牠們的爪床容易發生鱗狀細胞癌,那是一類上皮組織細胞、鱗狀細胞產生病變的癌症。

人類在馴養狗狗的過程中,可能挑了較討喜的灰狼,例如比較溫馴又機智能幫人狩獵的。這人擇的過程中不免有或多或少的近親繁殖,雖然挑出了好的性狀,但如果牠們祖先有不良的基因,也容易傳遞給後代子孫,而後代的遺傳多樣性的變低,使不良基因更難被剔除。

 

並非所有突變都是有害的,有相當大比例的 DNA 突變是中性的,可是倘若 DNA 的突變改變了蛋白質的序列和結構,那麼就有可能對蛋白質功能產生不良影響。有些不良突變會被天擇淘汰,可是在人工育種的情況下,不良突變倘若接近有利的突變,反而會被人類給挑選出來。又或者有些突變是人類喜愛的,可是卻有不良副作用。

為了瞭解馴化的過程對現代家犬的影響,美國加州大學洛杉磯分校的族群遺傳學家 Kirk Lohmueller 和 Clare Marsden 分析了屬於 34 種純種狗的 46 隻狗的基因體。他們把這些純種狗的基因體,和 19 隻灰狼、25 隻鄉村狗及金豺的基因體作了比較。

他們發現,和狼相比,狗的基因體中確實含有較多不良突變。不過生活在較與世隔絕地方的狼,例如美國五大湖裡的皇家島或西藏地區的狼,基因體內的不良突變數量也不遑多讓。他們還發現,與狼相比,狗有多 22% 帶有不良突變的基因是同型合子,牠們平均也多了 115 個不良突變,這顯然是育種所造成的副作用。這個研究結果發表在《美國國家科學院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)。

這個研究不僅能夠讓我們瞭解馴化對狗狗的影響,也能夠用來探討族群數減少或近親繁殖對其他動物,例如孤立的的族群或瀕危的動物之影響,讓保育生物學家研討出對策來讓瀕危動物在野外或圈養時保有適當族群大小。

原學術論文:

  • Marsden CD, et al. Bottlenecks and selective sweeps during domestication have increased deleterious genetic variation in dogs. PNAS, 2015. DOI: 10.1073/pnas.1512501113

參考資料:

本文原出自臺灣大學科學教育發展中心其他單位需經同意始可轉載

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關於作者

Gene Ng

來自馬來西亞,畢業於台灣國立清華大學生命科學系學士暨碩士班,以及美國加州大學戴維斯分校(University of California at Davis)遺傳學博士班,從事果蠅演化遺傳學研究。曾於台灣中央研究院生物多樣性研究中心擔任博士後研究員,現任教於國立清華大學分子與細胞生物學研究所,從事鳥類的演化遺傳學、基因體學及演化發育生物學研究。過去曾長期擔任中文科學新聞網站「科景」(Sciscape.org)總編輯,現任台大科教中心CASE特約寫手Readmoo部落格【GENE思書軒】關鍵評論網專欄作家;個人部落格:The Sky of Gene;臉書粉絲頁:GENE思書齋

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