DNA-Diagnostik für den Hund und die Zucht

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1 DNA-Diagnostik für den Hund und die Zucht Jörg T. Epplen Ruhr-Universität, Bochum

2 DNA-Diagnostik für den Hund und die Zucht Einleitung Exterieur Zucht Mutationen und Erbleiden Zucht-Politik

3 Wie entstand der Hund? > Jahre? Taymir- Wolf Jahre grauer Wolf Arktis- Rassen Canis lupus familiaris Skoglund et al. Curr Biol. 2015

4 Aufspaltung ostasiat. + Westeurop. Hunde: 2 Ursprünge Frantz et al. Science 2016

5 DNA-Diagnostik für den Hund und die Zucht Einleitung Exterieur Zucht Mutationen und Erbleiden Zucht-Politik

6 Weimaraner sind grau

7 DNA-Tests für Exterieur Weimaraner X blue weim Weimaraner X Weimaraner? Weimaraner? fehlfarbener Weimaraner DNA-Tests: hilfreich hilfreich

8 Asta von Bokelo Banjo von Grauthoff Jule von Dianaburg

9 KIT -Genmutationen Piebaldismus Mastocytose gastrointestinale Stromatumore Keimzelltumore

10 KIT-Mutationen in Mastzelltumoren beim Hund Letard S et al. Mol Cancer Res 2008;6:

11 Weimaraner mit Abzeichen

12 weiße Abzeichen - Beiwerk der Domestikation + Zucht

13 auch der Zucht

14 Erblichkeit: weiße Abzeichen Donna vom Auenland Auenland G-Wurf

15 Domestikations-Syndrom (Wilkins et al. 2014) kürzere Schnauze Behang Gehirngröße Zahngröße Ruten- Veränderungen weiße Abzeichen vegetative Ganglions Nebennieren Wilkins et al. Genetics 2014;197:795

16 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

17 DNA-Diagnostik für den Hund und die Zucht Einleitung Exterieur Zucht Mutationen und Erbleiden Zucht-Politik

18 Zucht- Erfolg 1949 BOB Y-Mar's Alaric 2014 BOB Doc's Greyborn North Star of Acadia

19 Zucht- Erfolg 1949 BOB Y-Mar's Alaric 2015 BOB Enjoy the wind Fumo

20 Zucht- Erfolg 1902 Peter von Pritschen 2013 Aschera von Athaba

21 Weimaraner Langhaar-Zucht Mella

22 Weimaraner Kurzhaar-Zucht Xylona

23 Weimaraner Kurz- vs. Langhaar Xylona Mella

24 genetische Vielfalt bei backyard-bred Weims 1870

25 Reproduktion kleine Population Mortalität Inzucht genet. drift kleinere Population

26 extrem heterozygot beinahe homozygot Alaska Schlittenhunde Lundehund

27 Lundehund: genetische Flaschenhälse Kvikk 2 Mosti? Lady Morsk Pan??? Rune Rind Eir Piljo Buster 1 Welpe 3 Welpen 9 Welpen 5 Welpen 7 Welpen Vorfahre

28 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 Menschen

29 5 identische Bubbles Clone Clone

30 mittlere Heterozygotie in Rassen Hovawart Schäferhund Boxer Sharpei Chow-Chow Akita Pinscher Zwergschnauzer Mittelschnauzer Riesenschnauzer Weimaraner Großer Münsterländer

31 Schnauzer-Schläge - Verwandschaften

32 DNA-Diagnostik für den Hund und die Zucht Einleitung Exterieur Zucht Mutationen und Erbleiden Zucht-Politik

33 Hunde sehen Farben Hund farbtüchtiger Mensch Wellenlänge (nm)

34 Progressive Retina-Atrophie (PRA)

35 progessive Retinaatrophie (PRA) Ganglionzellen innere Kernschicht äußere Kernschicht Zapfen + Stäbchen Pigmentepithel normal PRA

36 kartierte und identifizierte Retina-Gene kartierte Gene identifizierte Gene

37 PRA: such den einzigen Fauligen unter

38 PRA bei Schapendoes 3/04 Genom-Screen 7/05 8/ Gen 2. Gen charakterisiert 6/2005 Chromosom identifiziert 2/ Gen

39 PRA bei Schapendoes + Weimaraner 3/04 genome screen 7/05 8/ gene 2. gene charakterised 6/2005 chromosome identified 2/ gene 7/15 Exom sequenziert 8/15 9/ Gene

40 Erbleiden? D N F A C E B G H K I

41 Erbleiden? D N F A C E B G H K I

42 DNA-Biobank D N F A C E B G H K I

43 Mutationsträger D N F A CE E B GE HE KE ME IE JE LE AS

44 Stückverlust im Gen (Deletion) Exons Exons kein funktionierendes Protein Netzhautdegeneration Sehstörungen

45 zur Begutachtung / Mutationstest V /00 11/04 109/06 83/07 50/06 372/10 343/ /11 26/11 11/12 22/12 1/13 10/13 24/14 30/14 1/15 9/15 24/11 372/10 343/ /13 266/13 306/14 310/14 68 Hunde

46 PRA in Schapendoes 3/04 Genom-Screen 7/05 8/ Gen 2. Gen charakterisiert 6/2005 Chromosom identifiziert 2/ Gen 2/15 Konsequenzen

47 alle Chromosomen 20 vor DNA-Test 20% 10%

48 alle Chromosomen 20 nach selektiver Zucht gegen PRA 12,5%

49 alle Chromosomen 20 bei Exterieur-geleiteter Zucht 25%

50 alle Chromosomen 20: variabel 10%

51 Ccdc66 Gen auf Chromosom 20 Ccdc66 Ccdc66

52 variable haplotype Marker frequencies flankieren including 2 flanking Ccdc66 markers Gen 35% 30% Mutation neu 25% 20% 15% 10% 5% A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V neue Haplotypen, genetische Variabilität

53 Folgen konsequenten Ausmerzens der PRA-Mutation bei Schapendoes Mutation-Frequenz paradox: genet. Vielfalt sondern - warum? X geänderte Zuchtstrategie: alte Linien reaktiviert Denksport: weise Zucht-Politik

54 DNA-Tests für häufige Leiden multifaktorielle Erkrankungen (HD, Atopie, Epilepsie, Krebs, Autoimmun-Leiden, Magendrehung) >600 Wachstumsgene bei Mensch genetische Beratung vor DNA-Test

55 DNA-Diagnostik für den Hund und die Zucht Einleitung Exterieur Zucht Mutationen und Erbleiden Zucht-Politik

56 Rasse: predictable genetic package

57 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.

58 zur Rasse-Definition Wolf Herre Rassen 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.

59 Weimaraner DNA-Biobank Gene für Exterieur Verhalten Länder 261 Zwinger 29 Hunde/Zwinger 51.1% 73.6% Kurzhaar

60

61 1200 DNA-Biobanken Weimaraner Große Münsterländer Jagdteckel 0 Wachtel Lundehund

62 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

63 Nachgedachtes intelligenter Umgang mit DNA-Tests - DNA-Biobanken unerlässlich genetische Vielfalt: 3 Vs - Vorfahren-Verlust vermeiden schöner? gesünder? intelligenter?

64 Mode Funktion: Hunderassen-Popularität Hunderassen von Popularität der Rasse unabhängig von -- Gesundheit/Langlebigkeit -- Verhalten (Aggression, Trainierbarkeit, Furcht) Ghirlanda, Acerbi, Herzog, Serpell 2013 ABER populäre Rassen haben mehr Erbleiden

65 humane + canine Genetik ENCODE FANTOMS CanFam Encyclopedia of DNA Elements Functional Annotation of Mammalian Genomes Dog Genome Assembly

66 Rassen/ Tests Schläge >250 >400

67 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

68 Überlegungen zu Zucht-Richtlinien bei schweren Erbdefekten Wissenschaft erforscht Wirklichkeit, (Vereins-)Politik gestaltet sie. autosomal dominante Vererbung Mutationsträger vermeiden Zuchtsperre für Mutationsträger autosomal rezessive Vererbung Homozygote vermeiden ohne Gentest: a) bevorzugt Mutations-freie verpaaren b) heterozygote Mutationsträger nur mit sicher Mutations-freien verpaaren mit obligatorischem Gentest: gezielte Verpaarung (auch von Mutationsträgern), Vermeidung von Homozygoten

69

70 Genetik Beurteilungs- Kompetenz Hunde- Verstand Kunst des Züchtens Praxis- Erfahrung Glück Verantwortung

71

72 Afrika Eurasien Amerika Jahre vor heute

73 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

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