В течение почти столетия ездовая собака Балто была отмечена книгами, фильмами и даже статуей в Центральном парке Нью-Йорка. Когда в 1925 году смертельная инфекция под названием дифтерия охватила изолированный город Ном на Аляске, Балто и эстафетная команда ездовых собак путешествовали в течение шести дней через сотни миль в бушующую метель, чтобы доставить в город критически важный антитоксин.
Балто по-прежнему помогает людям спустя 90 лет после своей смерти, но на этот раз своей ДНК. В исследовании, опубликованном 17 апреля в журнале Science, ученые подробно описывают, как они секвенировали геном Балто, чтобы узнать больше о генетике ездовых собак 1920-х годов и посмотреть, как они сравниваются с современными собаками.
Балто был выращен в питомнике заводчиком Леонардом Сеппалой и принадлежал к популяции маленьких, быстрых ездовых собак, которые были импортированы из Сибири на севере России. Эти собаки стали называться сибирскими хаски, но современные варианты породы, а также современные ездовые собаки довольно сильно отличаются от балто. Другие линии живых собак, которые разделяют эту общую родословную с Балто, включают гренландских ездовых собак, вьетнамских деревенских собак и тибетских мастифов.
«Действительно интересно наблюдать за эволюцией таких собак, как Балто, даже за последние 100 лет», — говорится в заявлении соавтора исследования и докторанта из Калифорнийского университета в Санта-Крус Кэтрин Мун. «Популяция балто отличалась от современных сибирских хаски, которые с тех пор были выведены для достижения физического стандарта, а также от современных рабочих аляскинский ездовых собак».
Команда извлекла ДНК из образцов тканей таксидермированных останков Балто из Кливлендского музея естественной истории, чтобы исследовать его генетические особенности и родословную. Они обнаружили, что Балто разделял только часть своей родословной с сибирскими хаски, и что он на самом деле принадлежал к популяции рабочих ездовых собак, которые были более генетически разнообразны, чем современные породы.
Исследователи также обнаружили доказательства того, что его популяция была генетически здоровее, чем современные породы. «Балто происходил из популяции рабочих собак, которые отличались от современных пород и были адаптированы к суровым условиям», — сказала соавтор Бет Шапиро, эволюционный биолог из Калифорнийского университета в Санта-Крус.
Чтобы проанализировать геном 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, международным сотрудничеством по поиску геномной основы общих и специализированных признаков у млекопитающих.
По словам Шаприо, ключевым нововведением, лежащим в основе этого исследования, является способность выравнивать геномы сотен видов, чтобы можно было сравнивать соответствующие положения в разных геномах. Сравнение этих геномов может выявить последовательности ДНК, которые одинаковы у разных видов и не менялись в течение миллионов лет эволюции. Эта стабильность указывает на то, что эти части генома важны, и именно в этих критических частях мутации могут быть особенно вредными.
«Ген, который находится на одной хромосоме в нас, находится на совершенно другой хромосоме у другого вида», — сказал Шапиро. «Вам нужен инструмент, который может выровнять их, чтобы вы могли видеть, какие части этих геномов одинаковы, а какие разные. Без этого это просто набор геномов видов, которые очень расходятся».
Исследование ДНК Балто использовало этот подход для характеристики генетической изменчивости, наблюдаемой у Балто по сравнению с современными собаками. Популяции рабочих ездовых собак, таких как Балто, были более «генетически здоровыми», чем породные собаки, из-за меньшего бремени редких и потенциально опасных вариаций в их генах. Команда также идентифицировала изменяющие белок, 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, чтобы реконструировать его внешность, включая цвет шерсти, более подробно, чем могли бы показать даже исторические фотографии. «Этот проект дает каждому представление о том, что становится возможным по мере того, как становится доступным для сравнения более высококачественных геномов», — сказал Мун. «Это волнующий момент, потому что это то, чего мы раньше не делали. Я чувствую себя исследователем, и снова Балто лидирует».