EN/DE: Brief Musings on DLA Haplotype Diversity and Distribution / Canine Immungenetik

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Gerri
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EN/DE: Brief Musings on DLA Haplotype Diversity and Distribution / Canine Immungenetik

Beitrag von Gerri »

Brief Musings on DLA Haplotype Diversity and Distribution

What a title, am I right? :P

I’m doing some research into canine immunogenetics right now, and re-read the chapter on immunogenetics in The Genetics of the Dog ed. Ostrander & Ruvinsky to brush up on some concepts. While I was reading through it again, some statistics on DLA haplotype diversity and distribution which I had forgotten about caught my eye. Here’s a quote from page 106 of The Genetics of the Dog:

There is clearly much diversity to be found in semi-tame and feral street dogs, as has already been demonstrated in Bali street dogs (Runstadler et al.,2006). […] These dog populations are more outbred than most domestic dog breeds, and this is demonstrated when we assess the number of different haplotypes found in each group (where n = 50-100 dogs) and compare the frequency of the most common haplotypes. The highest haplotype frequency is around 12%, and there are, on average, 15 haplotypes with frequencies of 2-10%, with a further 30 or more haplotypes at lower frequencies.

Since street dogs are subject to much stronger natural selection and virtually no artificial selection compared to purebred dogs, the make-up of their MHC provides insight into the level of genetic diversity required to create a the ideal, healthy, highly effective canine immune system. The key to making the immune system work is the presence of many varied DLA haplotypes with relatively even distribution throughout a population. The fact that genetic diversity in and of itself, rather than deleterious alleles, can make or break the immune system is part of what makes immunogenetics so fascinating to me.

Later in the same chapter, there’s a brief discussion of the high degree of genetic diversity found in Salukis which is also interesting. The Saluki has the most DLA haplotypes found in any breed. One study found 31 haplotypes, while the analysis referenced in The Genetics of the Dog found 28:

There was one major haplotype at a frequency of 37.9%, plus 12 haplotypes with frequencies of 2-10%, and a further 15 with frequencies of <2%. The majority of atypical haplotypes occur in at least two dogs, and often in 4-7 dogs.

The Saluki is a good example of the kind of genetic diversity that remains possible even when breeding for specific traits. The two are not inherently mutually exclusive.

In stark contrast to the healthy diversity of the street dog is the genetic homogeneity of the Italian Greyhound, which suffers from the highest number of immune-mediated diseases of any known breed as a result. According to the research done by UC Davis, the breed is split into two genetically distinct subpopulations of American and European dogs with slightly different DLA haplotypes and allele frequencies. Together, the two subpopulations have 18 DLA haplotypes, with 5 of these being unique to the US and 4 unique to Europe.

Of the two groups, the American dogs are slightly more diverse and have somewhat more evenly distributed allele frequencies. Of their 14 DLA haplotypes, 2 have a frequency >20%, 2 have a frequency of 10-19%, 5 have a frequency of 2-9%, and 5 have a frequency of <2%. Their most common haplotype has a frequency of 21.5%, and the second most common a frequency of 20.1%. All of the 5 haplotypes that are unique to the US subpopulation are very rare, with a frequency of <2%.

The European IG population has 13 known DLA haplotypes with a notably uneven distribution. 2 of these have a frequency of >20%, 1 has a frequency of 10-19%, 4 have a frequency of 2-9%, and 6 have a frequency of <2%. Their most common haplotype has a frequency of 31.5%, and the second most common a frequency of 24%. All of the 4 haplotypes that are unique to the European subpopulation are exceedingly rare, with a frequency of <1%.

Altogether, there’s a vast divide between the high level of DLA diversity and fairly even distribution found in the street dog and Saluki, and the highly homogeneous, skewed statistics of the IG. Even with the two subpopulations combined, the IG doesn’t even come close to the benchmark of natural canine genetic diversity. The implications of this are the subject of the article I’m currently writing, which will focus on IG health problems and their possible solutions.

In the meantime, enjoy some more tasty statistics from The Genetics of the Dog on DLA haplotype distribution in dog breeds:



Kurze Überlegungen zur Vielfalt und Verteilung von DLA Haplotypen

Was für ein Titel, oder? ;P

Ich forsche zur Zeit an caniner Immungenetik und habe erneut das Kapitel über Immungenetik in „The Genetics of the Dog“, ed. Ostrander & Ruvinsky, gelesen, um einige Konzepte wieder aufzufrischen. Als ich es nochmals durchlas, fielen mir einige Statistiken zur Vielfalt und Verteilung von DLA Haplotypen ins Auge, die ich vergessen hatte. Dazu ein Zitat von Seite 106 von „The Genetics of the Dog“:

Es gibt eindeutig eine große Vielfalt bei halbzahmen und verwilderten Straßenhunden, wie es bereits am Beispiel von Balinesischen Straßenhunden gezeigt werden konnte (Runstadler et al., 2006). […] Diese Hundepopulationen sind weiter ausgezüchtet als die meisten Haushunderassen und das wird deutlich, wenn wir die Anzahl unterschiedlicher Haplotypen auswerten, die in den jeweiligen Gruppen gefunden wurden (wobei n = 50-100 Hunde beträgt) und mit der Häufigkeit der häufigsten Haplotypen vergleichen. Die höchste Häufigkeitsdichte an Haplotypen beträgt etwa 12% und es gibt ungefähr 15 Haplotypen mit Häufigkeiten von 2-10%, neben weiteren 30 oder mehr Haplotypen mit geringeren Häufigkeiten.


Da Straßenhunde einer wesentlich stärkeren natürlichen Selektion als Rassehunde ausgesetzt sind und praktisch keinerlei künstliche Auslese stattfindet, bietet der Aufbau ihres MHC (Haupthistokompatibilitätskomplex oder Hauptgewebeverträglichkeitskomplex) Einsicht in den Grad genetischer Vielfalt, der benötigt wird, um ein ideales, gesundes und effektives canines Immunsystem herzustellen. Der Schlüssel, um das Immunsystem funktionieren zu lassen, ist das Vorhandensein vieler unterschiedlicher DLA Haplotypen mit einer vergleichsweise gleichmäßigen Verteilung innerhalb einer Population. Die Tatsache, dass genetische Vielfalt von sich aus, mehr noch als abträgliche Allele, entscheidend für die Funktion des Immunsystems ist, ist ein Aspekt, der die Immungenetik so reizvoll für mich macht.

Später im selben Kapitel gibt es eine kurze Diskussion über den hohen Grad an genetischer Vielfalt, der bei Salukis gefunden wurde, das ist auch sehr interessant. Der Saluki hat die meisten Haplotypen von allen Rassen. Eine Studie fand 31 Haplotypen, während die Untersuchung, auf die in „The Genetics of the Dog“ verweist, 28 fand:

Es gab einen Haupthaplotyp bei einer Häufigkeit von 37,9%, zudem 12 Haplotypen mit Häufigkeiten von 2-10% und weitere 15 mit Häufigkeiten von <2%. Der größte Teil atypischer Haplotypen tritt bei wenigstens zwei Hunden auf, häufiger jedoch bei 4-7 Hunden.

Der Saluki ist ein gutes Beispiel für die Art genetischer Vielfalt, die erhalten werden kann, obgleich auf bestimmte Merkmale hin gezüchtet wird. Diese zwei Aspekte schließen sich also nicht grundsätzlich gegenseitig aus.

In deutlichem Kontrast zur gesunden Vielfalt der Straßenhunde steht die genetische Homogenität des Italienischen Windspiels, das aus diesem Grund von allen bekannten Rassen unter der höchsten Anzahl immunvermittelter Erkrankungen leidet. Laut der Forschung der University of California, Davis, ist die Rasse in zwei genetisch individuell ausgeprägte Subpopulationen von Amerikanischen und Europäischen Hunden unterteilt, die etwas unterschiedliche DLA Haplotypen und Allelen-Häufigkeiten aufweisen. Gemeinsam haben die beiden Subpopulationen 18 DLA Haplotypen, wobei 5 von ihnen nur in den USA und 4 nur in Europa auftreten.

Von den zwei Gruppen weisen die Amerikanischen Hunde etwas mehr Unterschiede auf und haben etwas gleichmäßiger verteilte Allelen-Häufigkeiten. Von ihren 14 DLA Haplotypen haben 2 eine Häufigkeit von >20%, 2 haben eine Häufigkeit von 10-19%, 5 haben eine Häufigkeit von 2-9% und weitere 5 haben eine Häufigkeit von <2%. Ihr häufigster Haplotyp hat eine Häufigkeit von 21,5% und der zweithäufigste 20,1%. Alle 5 ausschließlich in der Subpopulation der USA auftretenden Haplotypen sind sehr selten, mit einer Häufigkeit von <2%.

Die Europäische Windspiel-Population weist 13 bekannte DLA Haplotypen mit auffallend ungleichmäßiger Verteilung auf. 2 von ihnen haben eine Häufigkeit von >20%, 1 von 10-19%, 4 haben eine Häufigkeit von 2-9% und 6 eine von <2%. Ihr häufigster Haplotyp weist eine Häufigkeit von 31,5% auf und der zweithäufigste von 24%. Alle 4 nur in der Europäischen Subpopulation auftretenden Haplotypen sind außerordentlich selten, mit einer Häufigkeit von <1%.

Insgesamt gibt es einen großen Unterschied zwischen dem hohen Grad an DLA Vielfalt und verhältnismäßig gleichmäßiger Verteilung, die bei Straßenhunden und Salukis gefunden wurde, und der extrem homogenen, verzogenen (abgeschrägten) Statistik der Italienischen Windspiele. Sogar wenn man beide Subpopulationen zusammennimmt, kommt das Italienische Windspiel nicht mal annähernd an den Bezugswert natürlicher caniner genetischer Vielfalt heran. Die Auswirkungen daraus sind Gegenstand des Artikels, den ich gerade schreibe, und der sich mit Gesundheitsproblemen Italienischer Windspiele und ihren möglichen Lösungen befasst.

Vergnügen Sie sich in der Zwischenzeit mit weiteren spannenden Statistiken aus „The Genetics of the Dog“ über DLA Haplotyp Verteilung bei Hunderassen:

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Übersetzt von Alina

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Viele Grüße von Alina mit Myka und Olivia

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