На протяжении почти столетия о собаке Балто писали книги, снимали фильмы и даже установили памятник в Центральном парке Нью-Йорка. Когда в 1925 году смертельная инфекция под названием дифтерия охватила изолированный город Ном на Аляске, Балто и команда ездовых собак в течение шести дней преодолевали сотни миль в бушующую метель, чтобы доставить в город важнейший антитоксин.
Балто по-прежнему помогает людям спустя 90 лет после своей смерти, но на этот раз с помощью своей ДНК. В исследовании, опубликованном 17 апреля в журнале Science, ученые подробно описывают, как они секвенировали геном Балто, чтобы больше узнать о генетике ездовых собак 1920-х годов и посмотреть, как они соотносятся с современными собаками.
Балто был выращен в питомнике заводчика Леонхарда Сеппалы и принадлежал к популяции маленьких, быстрых ездовых собак, которые были завезены из Сибири на севере России. Эти собаки стали известны как сибирские хаски, но современные версии породы, а также современные ездовые собаки сильно отличаются от Балто. Среди других ныне живущих пород собак, имеющих общих предков с Балто, - гренландские ездовые собаки, вьетнамские деревенские собаки и тибетские мастифы.
"Очень интересно наблюдать за эволюцией таких собак, как Балто, даже за последние 100 лет", - сказала в своем заявлении соавтор исследования и постдокторский исследователь из Калифорнийского университета в Санта-Крузе Кэтрин Мун. "Популяция Балто отличалась от современных сибирских хаски, которых с тех пор разводят для достижения физического стандарта, а также от современных рабочих аляскинских ездовых собак".
Балто и его хозяин Гуннар Кассон, около 1925 года. CREDIT: Кливлендская публичная библиотека/Коллекция фотографий.Команда выделила ДНК из образцов тканей таксидермических останков Балто из Кливлендского музея естественной истории, чтобы изучить его генетические особенности и происхождение. Они обнаружили, что Балто имеет только часть общих предков с сибирскими хаски, и что он принадлежал к популяции рабочих ездовых собак, которые были более генетически разнообразны, чем современные породы.
Исследователи также нашли доказательства того, что его популяция была генетически более здоровой, чем современные породы. "Балто происходил из популяции служебных собак, которые отличались от современных пород и были приспособлены к суровым условиям", - говорится в заявлении соавтора Бет Шапиро, эволюционного биолога из Калифорнийского университета в Санта-Крузе.
Для анализа генома Балто команде необходимо было сравнить его с набором данных из 682 геномов современных волков и собак, а также с выравниванием 240 геномов млекопитающих, разработанным консорциумом Zoonomia Consortium - международной совместной работой по поиску геномной основы общих и специализированных признаков у млекопитающих.
По словам Шаприо, ключевым новшеством этого исследования является возможность выровнять геномы сотен видов, чтобы можно было сравнить соответствующие позиции в разных геномах. Сравнение этих геномов позволяет выявить последовательности ДНК, которые одинаковы у разных видов и не претерпели изменений за миллионы лет эволюции. Такая стабильность свидетельствует о том, что эти части генома важны, и именно в этих важнейших участках мутации могут быть особенно опасны.
Аляскинская ездовая собака Балто имеет общих предков с современными азиатскими и арктическими собачьими родословными. У него не было заметных волчьих предков. CREDIT: Kathleen Morrill."Ген, который находится на одной хромосоме у нас, находится на совершенно другой хромосоме у другого вида", - говорит Шапиро. "Вам нужен инструмент, который может выстроить их в ряд, чтобы вы могли увидеть, какие части этих геномов одинаковые, а какие разные. Без этого это просто куча геномов видов, которые очень сильно расходятся".
Исследование ДНК Балто использовало этот подход для характеристики генетических вариаций, наблюдаемых у Балто по сравнению с современными собаками. Популяции рабочих ездовых собак, таких как Балто, были более "генетически здоровыми", чем породистые собаки, из-за меньшего бремени редких и потенциально вредных вариаций в их генах. Команда также выявила изменяющие белки, эволюционно ограниченные варианты в генах Балто, связанные с развитием тканей, которые могут представлять собой полезные генетические адаптации.
Также были обнаружены различия в генах, связанных с толщиной кожи, формированием суставов, координацией и весом, и Балто обладал лучшей способностью переваривать крахмал по сравнению с гренландскими ездовыми собаками и волками. Однако способность Балто переваривать крахмалистую пищу все еще не так сильна, как у современных собак.
Команда также смогла использовать эту генетическую сокровищницу из генома Балто для реконструкции его внешнего вида, включая цвет шерсти, более детально, чем даже исторические фотографии. "Этот проект дает всем представление о том, что становится возможным по мере того, как все больше высококачественных геномов становятся доступными для сравнения", - сказал Мун. "Это волнующий момент, потому что такие вещи мы еще не делали. Я чувствую себя исследователем, и снова Балто ведет нас вперед".