Olfaktorický subgenom psa

Karolína Fingerová

Bachelor's thesis

Canine Olfactory Subgenome

Abstract:

Čichový systém savců je velmi rozmanitý a dokáže rozlišit obrovské množství různých pachových molekul, které jsou navázány na příslušné pachové ligandy a detekovány čichovými receptory pomocí přenosu elektrických signálů do příslušných chemosenzorických systémů. Těmi jsou hlavní čichový epitel, vomeronasální orgán, septální orgán, Gruenebergovo ganglium a hlavní čichový kyj. Repertoár čichových receptorů je největší dosavadní známou rodinou genů u savců. U psů bylo zatím identifikováno přibližně 1094 genů olfaktorických receptorů. Když to porovnáme i s dalšími savci jako jsou například lidé, kteří mají něco málo přes 900 genů anebo s myší s necelými 1500 geny, bylo u psů identifikováno opravdu velké množství genů. Tyto geny se u psů dělí do 51 rodin a 202 podrodin a bylo identifikováno 403 psích OR sekvencí. Tyto rodiny OR genů jsou rozděleny do dvou tříd. Z celkového počtu 1094 psích genů je 20,3% pseudogenů. Toto procento je velmi podobné u myší a potkanů, u lidí však dosahuje až 50% z celkového počtu genů. To se ukazuje jako jedna z možných příčin, proč mají lidé mnohem méně vyvinutý čichový smysl než psi. Další možnou příčinou, která by mohla odůvodnit lepší čichový smysl psů i mezi jednotlivými plemeny, je velikost čichového epitelu jako takového a počet neuronů v něm přítomných. Rozdíl v čichových schopnostech a v citlivosti u jednotlivců je možná zapříčiněn polymorfismem OR genů. Zatím byly objeveny dvě modifikace, které by mohly být příčinou, a těmi jsou nukleotidový polymorfismus v indelech a variace v počtech kopií OR genů. Při výzkumu polymorfismu bylo zkoumáno 809 haplotypů, z nich 332 bylo specifických na plemeno. Podrobné subgenomy plemen byly zkoumány u velmi malého množství plemen. Plemena, které jsem zmínila v této rešerši, jsou: německý ovčák, belgický ovčák Malinois, anglický špringršpaněl, labradorský retrívr, greyhound, pekingský palácový psík, Korejský Jindo a boxer. Z toho Korejský Jindo je zcela unikátní svým ostrým sluchem a především čichem. Zástupci plemen se silnými čichovými schopnostmi jsou výše zmíněný německý 5 ovčák, belgický ovčák, anglický špringršpaněl a labradorský retrívr, naopak zástupci slabě vyvinutých čichových schopností jsou greyhound, který byl selektován především pro svou rychlost a pekingský palácový psík, který se uplatňuje pouze jako domácí mazlíček. Důležitým objevem u těchto plemen bylo objevení specifického haplotypu pro každé plemeno a tím objevení možného genetického podpisu, podle kterého lze určovat plemena.

Abstract:

The mammalian olfactory system is very diverse and can distinguish a huge amount of odor molecules that are connect to relevant ligands and molecules are detected with olfactory receptors through an electrical signal to relevant chemosensory system. These are main olfactory epithelium, vomeronasal system, septal organ, Grueneberg ganglium and main olfactory bulb. The repertoire of olfactory receptors is the largest known gene family in mammals. In dogs were identified approximately 1094 OR genes and mice even less than 1500 genes. In dogs, OR genes are divided into 51 families and 202 subfamilies and it were identified 403 canine OR sequences. OR gene families are divided into two classes. From a total of 1094 canine genes are 20, 3 % pseudogenes. This percentage is very similar in mice and rats. In humans, is up to 50 % pseudogenes of the total genes. This is one of the possible reason why people have much less developed sense of smell than dogs. Another reason that justifies a better sense of smell of dogs and differences between breeds is the size of the olfactory epithelium and the number of neurons. The difference in olfactory abilities and sensitivity between individuals is caused by polymorphism of OR genes. For now, two modifications were discovered. The first one is single nucleotide polymorphism in indels and the other one is variations in the copy number of OR genes. In polymorphism research was examined 809 haplotypes and 332 were specific to the breed. Detailed subgenom have been investigated in a very small amount of dog breeds. In this work are mentioned these breeds: German Shepherd, Belgian Shepherd Malinois, English Springer Spaniel, Labrador retriver, Greyhound, Pekingese, Korean Jindo dog and boxer. Korean Jindo is very unique, it has a sharp sense of hearing and specifically strong sense of smell. Representative breeds with strong olfactory abilities are German Shepherd, Belgian Shepherd, English Springer Spaniel and Labrador retriever. On the other hand, dogs with weak smell are Greyhound and Pekingese. Greyhound was selected for its speed and Pekingese is primarily a pet. An important manifestation of these breeds was the discovery of a specific haplotype for each breed. This particular haplotype is perhaps unique genetic signature, which is used to determine the breeding relation.

Keywords

čichový receptor, genetika, odorant, rodina genů, psí plemeno, Olfaktorický subgenom psa

Keywords

canine olfactory subgenom, olfactory receptor, genetics, odorant, family genes, dog breed

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 18. 4. 2016

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Ludvík Pinc, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Bachelor programme / field:
Animal Science / Cynology