Linda Boettger1,2 en Diane P. Genereux2

1. Stanford University School of Medicine; 2. Broad Institute of MIT and Harvard

Voor een rashond en, bij gelegenheid, zelfs een eerste-generatie hybride, bevestigen ras-informatie diensten vaak alleen maar wat de hondeneigenaar al weet. Soms is een stamboom beschikbaar, die teruggaat door meerdere generaties van raszuivere voorouders en in wezen volledige informatie geeft over de voorouders van het huisdier. In andere gevallen leidt de uitgebreide ervaring van een eigenaar tot de juiste intuïtie dat oren die floppy samen met een neus die scherp moet wijzen op een volledige of bijna volledige beagle afstamming. Wanneer het daarentegen wordt toegepast om de afstamming van een straathond te onderzoeken, levert DNA-gebaseerde gevolgtrekking vaak verrassende conclusies op.

DNA-gebaseerde gevolgtrekking van afstamming kan een grote praktische waarde hebben. Het kan worden gebruikt om familie discussies over de afstamming van een geliefde straathond te beslechten en kan op zijn minst het vooruitzicht bieden voor de bescherming van de gezondheid van een huisdier. Bijvoorbeeld, de bevinding dat een mormel afstamt van een ras waarvan bekend is dat het een hoog risico op kanker heeft, kan adviseren om vaker te screenen op tumoren.

Zoals bij elke opkomende methode, echter, is het afleiden van voorouders niet zonder uitdagingen en onzekerheden. Hier bieden we achtergrond mogelijk nuttig voor degenen die overwegen een voorouders dienst of worstelen om verrassende resultaten te interpreteren. We beginnen met een bespreking van de biologische processen die aan de basis liggen van de fascinerende, complexe genomen van mutsen, en geven dan een overzicht van de manier waarop bestaande benaderingen trachten deze genomische complexiteit te ontwarren om inzicht te krijgen in de afstamming van rassen. We sluiten af met een bespreking van enkele van de uitdagingen die voorouderlijke conclusies in gevaar kunnen brengen, en geven commentaar op welke soorten informatie nodig zullen zijn om deze uitdagingen in de komende jaren op te lossen.

Wat is een raszuivere hond? Wat is een straathond?

Om tot een precieze definitie van een straathond te komen, is het nuttig om na te gaan hoe honden in eerste instantie zijn ontstaan. De beschikbare gegevens wijzen erop dat aanvankelijk incidentele interacties met mensen hun oeroude ontstaan zouden kunnen verklaren (Larson en Fuller, 2014). Stel dat sommige wolven in de oudheid op hun hoede waren voor mensen en andere zich relatief op hun gemak voelden. Volgens deze interpretatie zou de toenemende beschikbaarheid van menselijke voedselresten naarmate de menselijke populaties zich uitbreidden, een nieuwe hoofdvoedselbron kunnen zijn geweest voor de meer kuddedieren. Uiteindelijk vormden deze dieren een aparte populatie van dieren die er de voorkeur aan gaven om in de nabijheid van mensen te leven, en de neiging hadden om onderling te paren in plaats van met hun meer wilde verwanten.

Als er, zoals vereist is in elk evolutionair scenario, een genetische basis was voor de eigenschap die deze twee beginnende populaties van elkaar onderscheidde – hier zou dat een reeks mutaties zijn die het comfort van een individuele wolf in de nabijheid van mensen moduleren – dan is het mogelijk dat de beschikbaarheid van voedsel in de nabijheid van menselijke populaties de oorsprong van honden uit hun wilde wolf voorouders verklaart. Het is belangrijk om op te merken dat, volgens dit scenario, honden niet per se door mensen gedomesticeerd werden. In plaats daarvan creëerde de mens eenvoudigweg een omgeving die zelf-domesticatie mogelijk maakte door een subgroep van wolven die, door toeval, genetisch waren voorbestemd om op zijn minst een beetje tolerant te zijn voor mensen.

Figuur 1. De oorsprong van de moderne rassen. Hoewel de exacte timing controversieel blijft, wordt algemeen aangenomen dat honden tussen 10.000 en 40.000 jaar geleden in Eurazië ontstonden als een populatie die zich onderscheidde van voorouderlijke wolven (Larson en Fuller, 2014). Volgens dit scenario bleven de meeste wolven op hun hoede voor mensen en onderhevig aan natuurlijke selectie in het wild, maar waren er een paar wolven die het leven in de buurt van mensen konden verdragen, en misschien hun voordeel konden doen met hun voedselverspilling. Uit deze ondergroep van wolven ontstond uiteindelijk een genetisch aparte populatie van dieren die in staat waren in de nabijheid van mensen te leven. Specifieke hondenrassen zijn veel recenter ontstaan, waarbij de meeste rassen minder dan 150 jaar geleden zijn ontstaan (Larson et al., 2012). Tijdens dit proces werden honden gefokt tot verschillende lijnen door selectie op specifieke eigenschappen zoals vechten, hoeden, jagen, of gewoon een goede metgezel zijn.

In het algemeen wordt gedacht dat moderne hondenrassen ongeveer 150 jaar geleden zijn ontstaan, tijdens het Victoriaanse tijdperk – lang na de vestiging van honden uit hun wolf voorouders. Deze gevolgtrekking komt voort uit de observatie dat mensen paren honden creëerden die eigenschappen deelden die nuttig werden geacht voor specifieke taken, waardoor verschillende groepen honden ontstonden die in toenemende mate verrijkt waren met genetische mutaties die coderen voor specifieke kenmerken (Larson et al., 2012). Zoals in elk evolutionair proces, ontstonden de relevante mutaties aanvankelijk willekeurig en werden later bevoordeeld door selectief fokken. Verschillende groepen, waaronder de Amerikaanse Kennel Club en de Kennel Club van India, definieerden uiteindelijk verschillende rassen, wat uiteindelijk leidde tot de definitie van een raszuivere hond als een hond waarvan de volledige afstamming wordt vertegenwoordigd door individuen die zijn opgenomen in het stamboek (“Inherited Defects in Pedigree Dogs. Part 2: Disorders That Are Not Related to Breed Standards,” 2010). In de context van de selectieve fokprocessen die voor het eerst verschillende rassen creëerden, en nu in stand houden, kan een mormel worden gedefinieerd als een hond waarvan de voorouders teruggaan op meer dan één genetisch verschillende afstamming.

Het doel van voorouders afleiden, dan is om genetische informatie van een mormel te gebruiken om af te leiden welke hondenrassen aanwezig waren onder zijn voorouders, en om hun relatieve genetische bijdragen af te leiden.

Verzamelen van DNA van een hond

De eerste stap bij het afleiden van voorouders is het verzamelen en extraheren van DNA voor genetische beoordeling. Gelukkig is speeksel een geweldige bron van DNA-en de meeste eigenaren vinden het vrij gemakkelijk te verzamelen. Na slechts enkele ogenblikken in de bek van de hond, wordt een van de monsternemingsstaafjes die door een commerciële genotyperingsdienst worden geleverd, doorgaans bedekt met een overvloed aan cellen. Deze cellen zijn meestal van twee soorten: witte bloedcellen, die in het speeksel zweven en helpen bij immuunreacties, en epitheelcellen, die de bek bek bekleden en meestal ongeveer elke 24 uur worden vervangen. Zodra de cellen zijn verzameld, wordt het uitstrijkje (Fig 2A) opgestuurd naar een bedrijf dat voorouderlijke informatie verzamelt. Daar worden de celmembranen gebroken (Fig 2B), waardoor de celkern vrijkomt (Fig 2C), die het DNA bevat, en vervolgens wordt het DNA uit de kern vrijgemaakt (Fig 2D). Eiwitten en andere biomoleculen kunnen dan worden weggespoeld, wat een DNA-monster van hoge kwaliteit oplevert.

Figuur 2. Isolatie van DNA voor het afleiden van voorouders. Gedurende enkele ogenblikken in de bek van een hond neemt een speekseldoekje (A) veel epitheel- en immuuncellen (B) op. Vervolgens kunnen kernen (C) worden geïsoleerd uit de cellen, en vervolgens gelyseerd om vrij DNA (D), die vervolgens kan worden schoongemaakt en gebruikt voor genotypering of sequencing.

Hoewel dit proces van het isoleren van DNA uit speekselswabs indrukwekkend robuust is en DNA van hoge kwaliteit kan opleveren van zowel grote honden, kleine honden, volwassenen en pups, is het niet zonder zijn mysteries. Deze zomer, bijvoorbeeld, verzamelden wij en enkele collega’s wekelijks speekselmonsters van zes pups. Tot onze verbazing varieerde de verhouding tussen witte bloed- en epitheelcellen per speekselmonster sterk tussen individuen, en van week tot week. Nog verrassender was dat één pup consequent veel meer cellen per monster had dan haar zussen en broers. We hopen uiteindelijk te weten te komen wat deze dramatische variatie kan verklaren. Op dit moment is het echter geruststellend dat zelfs de monsters met de laagste opbrengst voldoende DNA bevatten om de voorouders te kunnen bepalen.

Hoe maak je een mormel: Chromosoom overerving en uitwisseling

Bij zowel mensen als honden leveren de moeder en de vader bijna gelijke bijdragen aan het genoom van hun nakomelingen. Het genoom van de hond is verdeeld in 38 paren autosomen (mensen hebben 22 sets), en één paar geslachtschromosomen (ook mensen hebben één paar geslachtschromosomen). Elk van de 38 paar autosomen van de hond bestaat uit één chromosoom dat door de eicel van mama wordt geleverd, en één dat door het sperma van papa wordt geleverd. Het genoom van het mitochondrion, een klein fragment DNA dat veel genen bevat die betrokken zijn bij de stofwisseling, wordt altijd bijgedragen door Mam.

Om de genetische oorsprong van een mormel te modelleren, laten we eerst de paring van twee raszuivere honden beschouwen: een mannelijke Labrador retriever en een vrouwelijke poedel. Het sperma van het mannetje en het ei van het vrouwtje, elk met één kopie van elk chromosoom, combineren om een Labrador-poedel mix te vormen die één kopie draagt van elk chromosoom dat door elke ouder is bijgedragen.

Figuur 3. Een eicel van een vrouwelijke poedel wordt bevrucht door een spermacel van een mannelijke Labrador retriever, waardoor een Labrador-poedel mix wordt gevormd. Voor elk chromosomenpaar heeft het nageslacht een kopie van de moeder (paars), en een kopie van de vader (roze). N.B. Voor de duidelijkheid wordt in deze en volgende figuren slechts één van de 39 paren chromosomen van de hond getoond. Een eicel van een vrouwelijke beagle wordt bevrucht door sperma van een mannelijke mopshond, waardoor een mopshond-beaglecombinatie wordt gevormd.

Figuur 4

In een parallelle paring paren een vrouwelijke beaglemoeder en een mannelijke mopshond, waardoor een mannelijke mopshond-beaglecombinatie wordt gevormd.

Figuur 4. Een eicel van een vrouwelijke beagle wordt bevrucht door sperma van een mannelijke mopshond, waardoor een mopshond-beaglecombinatie ontstaat. Voor elk chromosomenpaar heeft het nageslacht één kopie bijgedragen door de moeder (zwart), en één kopie bijgedragen door de vader (blauw).

Om te begrijpen hoe een mormel genetische bijdragen van verschillende rassen komt te bevatten, moeten we verder gaan naar de volgende generatie. Net als voorheen, zowel moeder – hier, een labradoodle-en vader – hier, een mopshond – bijdragen een van de chromosomen in elk paar. Maar in plaats van precies dezelfde chromosomen door te geven die zij zelf hebben geërfd, dragen de ouders gerecombineerde chromosomen bij, die een combinatie zijn van fragmenten van hun eigen ouders (Figuur 5). In dit voorbeeld zou de pup een mormel worden genoemd, met DNA dat afkomstig is van voorouders van vier verschillende rassen.

Figuur 5. Een eicel van een vrouwelijke Labrador-poedel wordt bevrucht door sperma van een mannelijke mopshond-beagle mix, waardoor een mormel wordt gevormd. Voor elk chromosomenpaar erft het nageslacht één chromosoomkopie van de moeder (paars en roze), en één chromosoomkopie van de vader (zwart en blauw). Bij deze paring zijn de twee ouders zelf van een gemengd ras. Daarom, wanneer de Labrador-poedel mix eieren produceert en de mopshond-beagle mix sperma produceert, bevatten de resulterende chromosomen DNA van meer dan één ras.

Recombinatie omvat een eerlijke handel van genetisch materiaal tussen de twee chromosomen die deel uitmaken van elk paar. Elke recombinatiegebeurtenis levert een nieuwe versie van het oorspronkelijke chromosoom op, waarbij de totale hoeveelheid genetisch materiaal dezelfde is als voorheen, maar anders over de twee chromosomen is verdeeld. Merk op dat recombinatie inherent is aan de productie van sperma en eicellen – zelfs bij een raszuivere beagle of poedel wisselen de chromosomen binnen elk paar brokken uit. De gevolgen zijn echter het duidelijkst wanneer de recombinerende chromosomen een verschillende geschiedenis hebben.

Het afleiden van de afstamming van een straathond door vergelijking met referentie-genenomen van raszuivere honden

Het afleiden van de lokale afstamming werkt door te bepalen welk ras het meest waarschijnlijk elk brok van het genoom van een straathond heeft bijgedragen. Zodra een gevolgtrekking is gemaakt voor elk chromosoombrok, kunnen deze gevolgtrekkingen worden opgeteld om de totale fractie van het genoom van het mormel te schatten dat door elk afgeleid ras is bijgedragen.

Om de meest waarschijnlijke bijdrager van een gegeven chromosoombrok af te leiden, hebben we natuurlijk een manier nodig om onderscheid te maken tussen de genetische bijdragen van verschillende rassen. Gelukkig, terwijl het grootste deel van het genoom zeer vergelijkbaar is bij alle honden, bevat elk ras specifieke genetische veranderingen, mutaties genaamd, die ofwel uniek zijn voor het ras, of in ieder geval veel vaker voorkomen bij het ras dan bij elk ander ras. Sommige van deze mutaties zijn direct relevant voor de kenmerken van een bepaald ras. Andere mutaties zijn toevallig uniek voor of komen vaker voor bij een bepaald ras dan bij andere, maar hebben geen bekende relevantie voor de specifieke fysieke kenmerken van het ras. Mutaties van beide types zijn nuttig voor het bepalen van de afstamming. In de figuren 3-6 worden de mutaties die specifiek zijn voor een bepaald ras en die nuttig zijn om de afstamming van dat ras af te leiden, weergegeven door de kleur van de chromosomen.

Figure 6. Afleiden van de afstamming van een ras door vergelijking van het genoom van een bastaardhondje met een reeks referentie-genen. Om de rasafstamming van een kruising af te leiden, wordt een set referentiegenen (A) verzameld en vervolgens vergeleken met het genoom van de kruising (B) om de afstamming voor elk chromosoomdeel te kunnen bepalen en de totale bijdrage aan de afstamming te schatten. Het bovenstaande mormel heeft ongeveer gelijke bijdragen van mopshond, Labrador retriever, poedel, en beagle voorouders, zoals verwacht, omdat het een grootouder had van elk van deze vier verschillende rassen.

De stappen in het afleiden van de afstamming voor een mormel zijn dan om:

1. Verzamel een set van genetische gegevens van raszuivere honden (Figuur 6A)
2. Verzamel genetische gegevens van het mutt van belang (Figuur 6B)
3. Vergelijk het genoom van het mutt met een referentie-genoom, maak beste gissingen over ras oorsprong voor elk chromosoom brok, en sommeer over die chromosoombrokjes om de algemene rasvoorouders te schatten (figuur 6C)

Gegevens van zelfs maar een klein deel van het genoom van een straathond kunnen nuttig zijn voor het bepalen van de afstamming

Het genoom van een hond bevat ongeveer 2.5 miljard nucleotiden – de As, Ts, Cs en Gs die samen het DNA vormen. Dat is niet veel anders dan de ruwweg 3 miljard nucleotiden waaruit het menselijk genoom bestaat. In een ideale wereld zou het natuurlijk financieel haalbaar zijn om van elke hond de sequentiegegevens van het volledige genoom te verzamelen. In de afgelopen twee decennia zijn we steeds dichter bij dit doel gekomen. In 2001, toen de eerste volledige sequentie van het menselijk genoom werd gepubliceerd, kostte de sequentiebepaling van elk van onze ongeveer 3 miljard nucleotiden 2,7 miljard dollar. Dankzij een enorme daling van de sequencingkosten konden grootschalige projecten zoals het 1000-genoomproject op touw worden gezet, waarbij sequenties van het volledige genoom van mensen over de hele wereld zijn gecatalogiseerd.

Ondanks deze prijsdalingen kost het nog steeds ongeveer $1,400 om het hele genoom van een hond te sequencen hier bij het Broad Institute’s Genomics Platform. Deze prijs is zeker een grote verbetering ten opzichte van eerdere prijzen, maar blijft aanzienlijk. Gelukkig biedt genotypering een goedkoper – en nog steeds grotendeels informatief – alternatief. In tegenstelling tot whole-genome sequencing wordt bij genotypering een subset van nucleotiden binnen het genoom onderzocht. In het geval van het hondengenoom bijvoorbeeld, worden op de populairste chip ongeveer 170.000 mutaties bepaald.

Het is in eerste instantie moeilijk voor te stellen hoe gegevens van slechts ongeveer 0,000068% van het genoom van een straathond (170.000 van 2,5 miljard) een adequate proxy voor het genoom als geheel zouden kunnen opleveren. Een deel van het antwoord ligt in de details van het hierboven genoemde recombinatieproces. Bij elke generatie worden de chromosoomdelen die van een bepaalde voorouder afkomstig zijn, kleiner en kleiner. Ondanks deze algemene afname van de lengte blijven de chromosoom-brokjes gedurende vele generaties groot in verhouding tot het gehele genoom. Daarom is het, met enkele belangrijke voorbehouden – en de erkenning dat er onvermijdelijk fouten zullen optreden – doorgaans redelijk om de identiteit van een nucleotide in het genoom van een mormel te gebruiken om een gok te doen over de identiteit van een naburige nucleotide (figuur 7). Deze aanpak, imputatie genoemd, heeft de mogelijkheden voor een relatief goedkope gevolgtrekking van afstammingscomponenten bij honden van gemengde rassen aanzienlijk verbeterd.

Figuur 7. Imputatie gebruikt genotype informatie van sommige nucleotiden om gefundeerde gissingen te maken over andere. Voor een chromosoom gevormd door recombinatie van DNA van poedel (paars) en Labrador retriever (roze) DNA, maakt het identificeren van ras afstamming van posities 1 en 2, die werden bijgedragen door Labrador retriever, een juiste gok mogelijk over de ras oorsprong van de omliggende regio. Daarentegen ligt positie 3 in de buurt van een breekpunt tussen chromosoomstukken; gegevens van die plaats leiden tot een juiste gok over de oorsprong van posities links maar niet rechts van de bemonsterde positie.

Hoe werkt een genotyperingchip?

Gentyperingchips voor honden, ontworpen door bedrijven als Affymetrix en Illumina, zijn geoptimaliseerd voor het identificeren van mutaties die relevant zijn voor ziekte. Het resultaat is dat alleen de subset van mutaties die het meest waarschijnlijk klinisch informatief zijn, voor elke hond worden ondervraagd, waardoor de kosten laag blijven.

DNA is een zeer kleverig dubbelstrengs molecuul waarin elke streng zich wil binden aan de andere, complementaire sequentie. In het DNA van al het leven op aarde paart A (adenine) met T (thymine), en C (cytosine) met G (guanine). Daarom zou de DNA-sequentie “ATCG” aan de complementaire sequentie “TAGC” kleven. Maar zelfs een verschil van één letter (d.w.z. “TGGC”) kan voorkomen dat de twee stukken DNA zich aan elkaar binden. Genotyperingschips maken gebruik van dit principe van selectieve binding om te bepalen welke mutaties bij een bepaalde hond aanwezig zijn. DNA-sondes worden ontworpen om delen van het DNA van een hond te binden die de gemuteerde en de niet-gemuteerde vorm van het DNA bevatten. Deze korte sequenties worden aan de bovenkant van een klein glasplaatje bevestigd, dat gewoonlijk een “chip” of een “array” wordt genoemd (figuur 8).

Figuur 8. Genotypering om te bepalen welke mutaties elke hond heeft. De DNA-probes (korte sequenties die complementair zijn aan de mutaties die van belang zijn) bevinden zich op verschillende plaatsen op de genotyperingsmatrix. Hier wordt de detectie geïllustreerd van een van de duizenden mutaties die door de chip kunnen worden getest. Nadat DNA van de hond is toegevoegd en de kans heeft gekregen zich aan het DNA op de chip te binden, wordt het DNA dat zich niet heeft gebonden eraf gewassen. Vervolgens worden fluorescerende moleculen toegevoegd die zich binden aan het resterende honden-DNA. Op deze manier kunnen de bij een hond aanwezige mutaties worden geïdentificeerd door te visualiseren welke regio’s van de genotyperingsmatrix gloeien.

Om ervoor te zorgen dat deze korte genotyperingsprobes binden, wordt DNA dat uit het speeksel van een straathond is geïsoleerd, eerst in kleine stukjes gebroken. Vervolgens wordt een chemische stof aan het DNA van de hond gehecht die goed is voor het hechten aan fluorescerende moleculen die cruciaal zullen zijn voor het interpreteren van de resultaten. Het DNA van het mormel wordt over de chip gewassen en elke streng bindt zijn complementaire sondesequentie. Zo vinden stukjes DNA van het mormel de passende probe op de genotyperingschip. Twee kenmerken zorgen voor een specifieke binding en derhalve voor betrouwbare gegevens. Ten eerste kan een genotyperingssonde geen DNA van een mormel uit een ander deel van het genoom binden. Ten tweede kan de gemuteerde vorm van de sequentie niet worden gebonden, tenzij de hond toevallig die specifieke mutatie heeft (d.w.z. de hierboven afgebeelde “A”-sequentie). Ongebonden DNA wordt van het objectglaasje gewassen, en tenslotte worden fluorescente moleculen gebonden aan het resterende DNA dat de probes met succes heeft gebonden. Omdat elke probe werd gemaakt op een specifieke plaats op de array, kunnen we interpreteren welke mutaties een hond heeft door te observeren welke kleine plekjes op de array gloeien.

Factoren die het afleiden van voorouders kunnen ondermijnen

Ondanks de recente vooruitgang, kunnen verschillende aanhoudende uitdagingen de inspanningen voor een nauwkeurige afleiding van rasvoorouders bij honden van gemengde rassen ondermijnen.

Figuur 9. Een voorouder kan alleen worden afgeleid als het relevante genoom in de referentieset aanwezig is. Voor rassen die goed vertegenwoordigd zijn in de referentiegenen, en goed bemonsterd zijn met een genotypering array (bijvoorbeeld poedel, mopshond, en Labrador retriever in het scenario hierboven) zullen voorouderinferenties doorgaans succesvol zijn in het identificeren van zowel de aanwezigheid als het geschatte percentage van het DNA dat door recente voorouders van dat ras is bijgedragen. Echter, voor rassen die niet goed vertegenwoordigd zijn in de referentie-genomen (bijvoorbeeld, beagle in het scenario hierboven), worden chromosoom-brokjes vaak verkeerd toegeschreven aan een beter vertegenwoordigd ras (bijvoorbeeld, basset hound in het scenario hierboven), wat leidt tot een onjuiste beoordeling van de voorouders van een mormel.

Terwijl sommige problemen kunnen resulteren in slechts een onderschatting van het percentage van de voorouders van een mormel dat afkomstig is van een specifiek ras, kunnen andere problemen voorkomen dat het juiste ras überhaupt wordt geïdentificeerd. Het grootste van deze problemen is de afwezigheid van het echte voorouderras in de referentie dataset (figuur 9). Omdat de voorouders van een ras worden afgeleid door stukjes DNA van een bastaardhond te vergelijken met raszuivere honden van bekende rassen, kan een ras dat niet voorkomt in de referentie dataset eenvoudigweg niet worden geïdentificeerd, zelfs niet als het een zeer groot deel van het DNA van een bastaardhond heeft bijgedragen. Dit probleem zal uiteindelijk alleen worden opgelost door het opnemen van referentie-genomen van erkende rassen; in de tussentijd, als u geïnteresseerd bent om te weten of uw hond afstamt van een specifiek zeldzaam ras, is het belangrijk om ervoor te zorgen dat het bedrijf van uw keuze dat rasanamnese uitvoert, in staat is om voor dat ras te controleren. Voor degenen die besluiten om door te gaan met het afleiden van voorouders, ook al is het ras van interesse bekend als afwezig in de referentieset, is het belangrijk om in gedachten te houden dat de afwezigheid van dat ras in de lijst van afgeleide voorouders geen informatie geeft over de vraag of het mormel echt dat specifieke voorouderschap mist.

De mutaties die voor genotypering worden geselecteerd, bepalen ook welke rasvoorouders nauwkeurig kunnen worden geïdentificeerd in een hond van een gemengd ras. Genotypering arrays hebben de neiging om meer mutaties aanwezig in gemeenschappelijke rassen bevatten. Dit betekent dat stukken chromosoom van poedels en Duitse herders bijzonder gemakkelijk te identificeren zijn omdat veel van de mutaties die bij deze rassen voorkomen op genotypering-arrays worden geanalyseerd. Hoewel veel mutaties zouden kunnen helpen bij de identificatie van stukjes DNA van zeldzame rassen zoals New Guinea singing dogs of Skye terriers, zijn sommige van deze mutaties wellicht niet vertegenwoordigd op veelgebruikte genotyperingsarrays, waardoor deze rassen moeilijker te identificeren zouden kunnen zijn. Dit probleem zal uiteindelijk worden opgelost door het creëren van rasreferentie datasets met sequentiegegevens, die de interpretatie van veel meer mutaties mogelijk zouden maken en niet bevooroordeeld zouden zijn in het opsporen van voorouders van specifieke rassen.

De relatie van een mormel tot zijn raszuivere voorouders beïnvloedt ook de betrouwbaarheid van rasbepaling. In het bijzonder is het gemakkelijker om de rasafstamming te identificeren van DNA van een raszuivere voorouder die een nauwe verwant is (zoals een ouder) omdat mutaties van recente voorouders zich in langere stukken DNA met meer informatieve mutaties zullen bevinden. Bijvoorbeeld, terwijl de eerste mutatie die op het chromosoom van een mormel is waargenomen, zowel bij Labradors als bij Golden Retrievers voorkomt, worden de eerste, tweede en derde mutatie die zijn waargenomen, misschien alleen samen bij Golden Retrievers gezien. DNA dat is bijgedragen door voorouders van vele generaties terug zal alleen bestaan als korte chromosoomstukjes, met minder mutaties om hun bijdrage aan de voorouders van het mormel te helpen identificeren, waardoor gevolgtrekkingen moeilijker worden. Dit probleem kan worden ondervangen door sequencinggegevens te gebruiken in plaats van genotypering, zodat alle mutaties kunnen worden geanalyseerd. Echter, DNA geërfd van vele generaties terug kan in chromosoom brokken zo kort zijn dat het geen chromosoom brokken zal bevatten die kenmerkend zijn voor een specifiek ras, zodanig dat de bijdragen van het ras aan de voorouders van een mormel niet kunnen worden gedetecteerd, zelfs niet met hele-genoom gegevens (Li et al., 2014).

Wat is de volgende stap? Moet ik mijn hond genotyperen?

Zoals met elke nieuwe technologie, is rasinferentie een opwindende kans die een aantal onopgeloste uitdagingen introduceert. Veel hondeneigenaren die meer willen weten over de oorsprong van hun huisdier, zullen het zeker op prijs stellen te weten welke rassen hebben bijgedragen aan de unieke genetica van hun mormel. U zou zelfs het recht kunnen krijgen om te speculeren dat het uitstekende uithoudingsvermogen van uw hond op grote hoogte afkomstig is van haar Lhasa Apso grootouder (Li et al., 2014)! Toch dringen we er bij eigenaren op aan om voorzichtig te zijn en te onthouden dat een verscheidenheid aan problemen de betrouwbaarheid van gevolgtrekkingen in gevaar kan brengen, terwijl ze optimistisch blijven dat gevolgtrekkingen zullen verbeteren naarmate er meer referentiegegevens beschikbaar komen.

“Inherited Defects in Pedigree Dogs. Deel 2: Aandoeningen die niet gerelateerd zijn aan rasstandaard.” 2010. The Veterinary Journal 183 (1). W.B. Saunders:39-45.

Larson, Greger, and Dorian Q. Fuller. 2014. “The Evolution of Animal Domestication.” Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics 45 (1):115-36.

Larson, Greger, Elinor K. Karlsson, Angela Perri, Matthew T. Webster, Simon Y. W. Ho, Joris Peters, Peter W. Stahl, et al. 2012. “Rethinking Dog Domestication by Integrating Genetics, Archeology, and Biogeography. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 109 (23):8878-83.

Li, Yan, Dong-Dong Wu, Adam R. Boyko, Guo-Dong Wang, Shi-Fang Wu, David M. Irwin, and Ya-Ping Zhang. 2014. “Population Variation Revealed High-Altitude Adaptation of Tibetan Mastiffs.” Moleculaire Biologie en Evolutie 31 (5):1200-1205.