DNA-Diagnostik für den Hund und die Zucht - leistungsstark Diagnostik... · Einleitung Exterieur...

DNA-Diagnostik für den Hund und die Zucht

Jörg T. EpplenRuhr-Universität, Bochumhttp://www.rub.de/mhg/

joerg.t.epplen@rub.de17.9.2016

Einleitung

Exterieur

Zucht

Mutationen und Erbleiden

Zucht-Politik

DNA-Diagnostikfür den Hund und die Zucht

Taymir-“Wolf“

35 000 Jahre

grauerWolf

Arktis-Rassen

Canis lupusfamiliaris

>30 000 Jahre ?

Skoglund et al. Curr Biol. 2015

Wie entstand der Hund?

Frantz et al. Science 2016

Aufspaltungostasiat. +

Westeurop.Hunde: ≥2Ursprünge

Einleitung

Exterieur

Zucht

Mutationen und Erbleiden

Zucht-Politik

DNA-Diagnostikfür den Hund und die Zucht

Weimaraner sind grau

DNA-Tests für Exterieur

Weimaraner X Weimaraner

fehlfarbener Weimaraner

Weimaraner X blue weim

? Weimaraner ?

DNA-Tests: hilfreich hilfreich

Asta von Bokelo

Banjo von GrauthoffJule von Dianaburg

KIT -Genmutationen

PiebaldismusMastocytose

gastrointestinale Stromatumore

Keimzelltumore

KIT-Mutationenin Mastzelltumoren beim Hund

Letard S et al. Mol Cancer Res 2008;6:1137-1145

Weimaraner mit Abzeichen

weiße Abzeichen - Beiwerkder Domestikation + Zucht

auch der Zucht…

Erblichkeit: weiße Abzeichen

Auenland G-Wurf

Donna vom Auenland

Domestikations-Syndrom(Wilkins et al. 2014)

kürzereSchnauze

Gehirngröße↓

↓ Zahn-größe

weißeAbzeichen

Nebennieren

Ruten-Veränderungen

vegetativeGanglions

Behang

Wilkins et al. Genetics 2014;197:795

Selektion auf Zahmheit

Neuralleisten-Einfluß ↓„milde Cristopathie“

NNR-Funktion ↓vegetative Ganglionaktivität ↓

→ Stress ↓

→ Furcht vor Menschen ↓

weiße Abzeichen (Melanozyten ↓)

veränd. Behang (Chondrocyten ↓)

kürzere Schnauze/Kiefer (Osteoblasten ↓)

kleinere Zähne (Odontoblasten ↓)

Gehirngröße ↓

direkte Folge des ↓ Neuralleisten-Einfluß

selektiert Nebeneffekte (unselektiert)

Wilkins et al. Genetics 2014

Einleitung

Exterieur

Zucht

Mutationen und Erbleiden

Zucht-Politik

DNA-Diagnostikfür den Hund und die Zucht

2014 BOB Doc's Greyborn North Star of Acadia1949 BOB Y-Mar's Alaric

Zucht-“Erfolg“

2015 BOB Enjoy the wind Fumo1949 BOB Y-Mar's Alaric

Zucht-“Erfolg“

1902 Peter von Pritschen 2013 Aschera von Athaba

Zucht-“Erfolg“

WeimaranerLanghaar-Zucht

Mella

Weimaraner Kurzhaar-Zucht

Xylona

WeimaranerKurz- vs. Langhaar

Mella

Xylona

„genetische Vielfalt“ ↑↑

bei backyard-bred Weims

1870

kleinerePopulation

kleine Population

↓ Repro-duktion

↑ Mor-talität

In-zucht

genet. drift

extrem heterozygot

LundehundAlaska Schlittenhunde

beinahe homozygot

Lundehund: genetische Flaschenhälse

LadyMorsk Pan ?

Piljo BusterRune Rind Eir

1 Welpe 3 Welpen 9 Welpen 5 Welpen 7 Welpen

? ?

Mosti ?Kvikk 2

1 ♀ + 1 ♂ Vorfahre

↓ Heterozygotie ist nachteilig

Bildung

Kognition

Körpergröße

BMI

Taille/Hüft Relation

FEV1/FVC

forc. Ausatmen (FEV)

diastol. Blutdruck

systol. Blutdruck

Plasma-Glukose nach Fasten

Hämoglobin A1c

Insulin nach Fasten

HDL Cholesterol

LDL Cholesterol

Triglyceride

Gesamt-Cholesterol

354 224 Menschen

5 identische Bubbles

Clone

Clone

mittlere Heterozygotie in Rassen

Hovawart

Schäferhund

Boxer

Sharpei

Chow-Chow

Akita

Pinscher

Zwergschnauzer

Mittelschnauzer

Riesenschnauzer

Weimaraner

Großer Münsterländer

„Schnauzer-Schläge“ - Verwandschaften

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Exterieur

Zucht

Mutationen und Erbleiden

Zucht-Politik

DNA-Diagnostikfür den Hund und die Zucht

Hunde sehen Farben

Hund

farbtüchtiger Mensch

700 600 500 400

Wellenlänge (nm)

Progressive Retina-Atrophie (PRA)

progessive Retinaatrophie (PRA)

PRAnormal

Zapfen + Stäbchen

äußere Kernschicht

innere Kernschicht

Ganglionzellen

Pigmentepithel

kartierte und identifizierte Retina-Gene

kartierte Gene

identifizierteGene

PRA: such den einzigen Fauligen unter 372 000

PRA bei Schapendoes

3/04Genom-Screen

7/051. Gen charakterisiert

6/2005Chromosom identifiziert

2/0811. Gen

8/20062. Gen

PRA bei Schapendoes + Weimaraner

3/04genome screen

7/051. gene

charakterised6/2005chromosome identified

2/0811. gene

8/20062. gene

7/15Exomsequen-ziert

8/151.-15. Gene

9/15

Erbleiden ?

C EAF B

I…G… H… K…

D N

Erbleiden ?

C EAF B

I…G… H… K…

D N

DNA-Biobank

ND

C EAF B

G… H… K… I…

Mutationsträger

CE EAF B

GE… HE… KE…

ND

IE…

LE…JE…

AS…

ME…

1 3 5 7 9 11 Exons

5 7 9 11 Exons

Stückverlust im Gen (Deletion)

→ kein funktionierendes Protein

→ Netzhautdegeneration → Sehstörungen

zur Begutachtung / Mutationstest

83/07 50/06109/0611/04 372/10

24/14 – 30/14 17/11 – 26/11 11/12 – 22/12 1/13 – 10/13

V01280 366/00

24/11

343/09

1/15 – 9/15 ..... ..... ..... ..... .....

306/14 – 310/14 260/13 – 266/13..... .....

372/10 343/09

68 Hunde

PRA in Schapendoes

3/04Genom-Screen

7/051. Gen charakterisiert

6/2005Chromosom identifiziert

2/0811. Gen

8/20062. Gen

2/15Konse-quenzen

alle Chromosomen 20 vor DNA-Test

10%20%

alle Chromosomen 20 nach selektiver Zucht gegen PRA

12,5%

alle Chromosomen 20 bei Exterieur-geleiteter Zucht

25%

alle Chromosomen 20: ↓ variabel

10%

Ccdc66 Gen auf Chromosom 20

Ccdc66

Ccdc66

haplotype frequencies including 2 flanking markers variable Marker flankieren Ccdc66 Gen

2015Mutation

A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V

35%

30%

25%

20%

15%

10%

5%

neu

→ neue Haplotypen, genetische Variabilität ↑

2004

Folgen konsequenten Ausmerzensder PRA-Mutation bei Schapendoes

► Mutation-Frequenz ↓

► paradox: genet. Vielfalt ↓ sondern ↑ - warum ?

► geänderte Zuchtstrategie:

alte Linien reaktiviert

Denksport: weise Zucht-Politik

X

DNA-Tests für häufige Leiden

multifaktorielle Erkrankungen (HD, Atopie, Epilepsie, Krebs,

Autoimmun-Leiden, Magendrehung)

>600 Wachstumsgene bei Mensch

genetische Beratung vor DNA-Test

Einleitung

Exterieur

Zucht

Mutationen und Erbleiden

Zucht-Politik

DNA-Diagnostikfür den Hund und die Zucht

Rasse: predictable genetic package

Rasse: predictable genetic package

frühe Entwicklung von Hunde-Landrassen: Funktion im Vordergrund, Form sekundär

Nussbaumer und Huber (1983): Eine Hunderasse wird als Gruppe von Individuen definiert, die durch gerichtete menschliche Selektion auf ein gestelltes Endziel (Standard) in Bezug auf morphologische Merkmale, Leistungsfähigkeit und Psyche während mehrerer registrierter Generationen gezüchtet worden sind. Am Ende soll für möglichst viele Merkmale Reinerbigkeit erreicht werden.

Wolf HerreRassen sind vom Menschen in sexueller Isolation gehaltene, verbreitete Untereinheiten einer Art, welche sich in mehreren Merkmalen und Erbeinheiten voneinander unterscheiden... Dem subjektiven Ermessen bei der Umgrenzung und Merkmalsauswahl ist ein weites Feld gelassen.

zur Rasse-Definition

Weimaraner DNA-Biobank 2005-2016

2005 2007 2009 2011 2013 2015 2016

261 Zwinger≤29 Hunde/Zwinger

15 Länder

51.1% ♀♀

73.6% Kurzhaar

Gene für Exterieur„ „ Verhalten„ „ …

0

200

400

600

800

1000

1200

DNA-Biobanken 2005-2016

Weimaraner

2005 2007 2009 2011 2013 2015 2016

Große MünsterländerJagdteckel

Wachtel

0

200

400

600

800

1000

1200

Lundehund

ad Zucht-Politik

Heutige Rassen sind extrem wertvoll

DNA-Tests bedächtig + sparsam einsetzen keine Test-Batterien

Genetische Vielfalt bewahren Zuchtpopulation testen

DNA-Biobank einrichten und pflegen Abstammungstest redundant

Nachgedachtes

intelligenter Umgang mit DNA-Tests

- DNA-Biobanken unerlässlich

genetische Vielfalt: 3 Vs

- Vorfahren-Verlust vermeiden

schöner ?

gesünder ?

intelligenter ?

Mode ↔ Funktion: Hunderassen-Popularität

Ghirlanda, Acerbi, Herzog, Serpell 2013

Hunderassen von 1926-2005- Popularität der Rasse unabhängig von

-- Gesundheit/Langlebigkeit-- Verhalten (Aggression, Trainierbarkeit,

Furcht)

ABER populäre Rassen haben mehr Erbleiden

humane + canine Genetik

ENCODE Encyclopedia of DNA Elements FANTOMS Functional Annotation of Mammalian

Genomes

CanFam Dog Genome Assembly

Rassen/ Tests

Schläge

∑ >250 >400

genetische Tests - was ist sinnvoll ?DNA-Biobank

„einfache“ DNA Tests

DNA-Test Batterien / Gen chips

gesamte Exom- / Genom-Analysen

Rasse- (Populations-) Untersuchungen

weitere Diskussionspunkte

- Identifikation- DNA-Test und gezielte Verpaarung- vorrangige Forschungsprojekte- DNA + (Hundeklub-Politik)- wirtschaftliche Aspekte

• autosomal dominante Vererbung – Mutationsträger vermeidenZuchtsperre für Mutationsträger

• autosomal rezessive Vererbung – Homozygote vermeidenohne Gentest:

a) bevorzugt Mutations-freie verpaarenb) heterozygote Mutationsträger nur

mit sicher Mutations-freien verpaarenmit obligatorischem Gentest: gezielte Verpaarung (auch von

Mutationsträgern), Vermeidung von Homozygoten

Überlegungen zu Zucht-Richtlinienbei schweren Erbdefekten

„Wissenschaft erforscht Wirklichkeit, (Vereins-)Politik gestaltet sie.“

Kunst des Züchtens

Hunde-Verstand

Glück

Praxis-Erfahrung

Beurteilungs-Kompetenz

Genetik

Verantwortung

1100100001000000100000000

Afrika

Eurasien

Amerika

100 000 000 1 000 000 10 000 100 1

Jahre vor heute

evol. Modell: Hund/Mensch-Interaktion

Schmarotzer: früher Hund

kommt leichter an mehr Futter

Mitesser: Hund kommt leichter

an Futter innerhalb der Gruppe

Lebensgemeinschaft: Hund im sozialen Netzwerk der Familie

Rassehunde