Siberian Husky farger og fargegenetikk. Del 2 - K-locus og A-locus

 

To my English readers, the blog entries about genetics and health will primarily only be published in Norwegian. There are a lot of good sources available in English already, but few in Norwegian. Try using the translator button on blogger if you want to read it in English and contact me if somethings seems very unclear or like nonsense, most likely the translator has messed things up. 
I recomend this page for siberian husky colours  Colors of the Siberian Husky

Av alle fargevariasjoner som finnes hos rasen siberian husky så er det store flertallet hunder som viser hva som finnes på Agouti locus (A-locus), og hvilken variant av A-locus allelene de har kan variere da dette er et gen med mange ulike alleler.  Jeg starter denne blogposten med å skrive om K-locus som er det genet som bestemmer hvorvidt vi kan fenotypisk se hva som ligger på A-locus eller ikke. 

K-locus

K-locus, kalt dominant svart, er grunnet en mutasjon i β-defensin genet (CBD103).  β-defensin binder seg til Melanocortin 1 reseptoren (Mc1r)  - mer om dette genet i neste blogpost - og hindrer at pigmentene avsatt i det enkelte hårstrå bytter mellom eumelanin og phaeomelanin, kalt type-shift. Kun eumelanin blir avsatt i nærvær av β-defensin mutasjonen, og hunden vil fremstå som helfarget svart eller brun (med eller uten hvite tegninger som kontrolleres av noen helt andre gener). 

K^B -allelet er det som gir hunden den dominant svarte fargen. 
Dette er en mutasjon på kromosom 16 med adressen: chr16:58965448-58965450 (canFam3), selve mutasjonen er en 3 basepars deletion (del GGA)

Hunder med K^B-allelet uttrykker ikke hva som finnes på Agouti (A) - locus hverken i homozygot eller heterozygot tilstand. 

Hos siberian husky er de aller fleste individer hunder homozygote for et annet allel på K-locus, nemlig k^y -allelet, og hunder med genotypen k^y/k^y uttrykker hva som ligger på A-locus.  Disse hundene kan kun gi en k^y til sine valper.  Parer man to k^y/k^y hunder, er det ingen mulighet for å få "dominant svarte" valper.

Hunder med genotypen K^B/K^B vil se hovedsakelig svarte ut, eventuelt brune dersom de også har genotypen b/b, se forrige blogpost om B-locus.  Disse hundene vil aldri få valper som uttrykker hva som finnes på A-locus. 

K^B/k^y hunder vil også se hovedsakelig svarte eller brune ut, men de kan få valper som uttrykker hva som finnes på A-locus, dersom partneren er K^B/k^y eller k^y/k^y .

 
Husk at alle valper får ett allel fra mor og ett fra far! 

I tillegg til K^B -allelet og k^y -allelet finnes det et allel som gir mønsteret brindle, dette er kalt K^br , dette allelet lar A-locus bli fenotypisk uttrykt til en viss grad, men gir et brindle mønster. Man har foreløpig ikke funnet den genetiske mutasjonen for denne varianten, og den finnes ikke hos siberian husky dermed vier jeg ikke mer tid til dette allelet her. 

Tusen takk til Ylwa Malmberg for at jeg fikk lov til å bruke bildet av Nea, hunden øverst til høyre.

Dersom man ikke vet hvilket allel som er på det andre kromosomet i et par når hunden fenotypisk uttrykker det dominante allelet kan det skrives med en - som betyr at denne plassen kan være opptatt av enten det dominante eller recessive allelet. For B-locus vil det da skrives B/- og for K-locus vil det skrives K^B/-. 

A-locus

Agoutigenet, A-locus eller agouti signaling protein (ASIP) er en av de vanskeligere genene å få forståelse for da dette har mange ulike haplotyper, og to områder som virker sammen til å gi oss den fenotypen vi ser.  Det har tradisjonelt blitt sett på med et gen med 4 ulike alleler, men når man begynte å genteste for dette fant man fort ut at her var det noe som manglet. En del hunder kom ut med et resultat som ikke samsvarte med fenotypen overhodet.  En artikkel publisert i Nature ecology & evolution i oktober 2021, tok for seg nye funn som forklarer langt mer av variasjonen man ser hos hunder. 

ASIP styrer når og hvor eumelanin (svart eller brunt pigment) avsettes i hårstrået vekselsvis med phaeomelanin (gult pigment).  Opprinnelig ble agouti brukt om det avsettingsmønsteret som ulver har, det vil si at hårstråene har flere bånd med svart og gult pigment.

I dag vet vi at denne varianten bare er en av flere som styres av ASIP.  Det er ikke alle allelene som virker til å være vanlig hos siberian husky, men vi har helt klart ganske mange av de representert i vår rase. 

Den nye studien avdekket at de flete A-locus variantene (recessivt svart er unntaket) styres av en kombinasjon av varianter (kalt haplotyper) av to ulike ikke-kodene regioner i ASIP genet som ligger i det som kalles promotor regionen. Uten å gå altfor mye i detalj så er en promotor region den regionen av DNA strengen som er i næreheten før et gen leses av, og hvor enzymene som skal lese av genet fester seg før de leser av genet. Denne regionen er typisk 100-1000 basepar lang. 

ASIP genet har en region som kalles ventral promotor (VP) denne delen styrer hvorvidt undersiden av hunden skal ha medium (villtypen) eller høyt uttrykk av gult pigment i dette området.  Per i dag har man funnet to varianter :

VP1  som har en SINE C2A1_CF insertion, og en  64 basepars poly A insertion. Dette gir et høyt uttrykk av gult pigment på undersiden

VP2 er villtypen, det vil si at her har det ikke skjedd en mutasjon fra det man anser som det oprinnelige uttrykket. VP gir en middels uttrykk av gult pigment på undersiden.

ASIP har også en region som kalles hair cycle promotor (HCP) denne promotorregionen styrer avsetningen av vekselsvis eumelanin (svart pigment) og phaeomelanin (gult pigment) i hårstråene til hunden. Dette ser primært på oversiden av hunden.  Det er funnet 5 ulike haplotyper av HCP. 

HCP1 har en SINE C2A1_CF insertion,  og en 24 basepars insertion. Dette gir et høyt uttrykk av gult pigment

HCP2 er villtypen. Dette gir et moderat uttrykk av gult pigment.

HCP3 har en SINE C1A_CF pluss 45 basepars deletion, og en SINE C2A1-CF-SINE C2A1-CF insertion dette slår av uttrykket av gult pigment

HCP4  har en SINE C1A_CF partial deletion, SINE C2A1-CF-SINE C2A1-CF insertion ,  og en 1403 basepars deletion. Dette slår av uttrykket av gult pigment

HCP5 har en 100-basepars A rik insertion within the HCP exon 1. Dette slår av uttrykket av gult pigment

Så hvordan kombineres disse 2 regionene til de 5 agouti mønstrene vi ser hos hund?  

OBS: De nye funnene har gjort av vi nå har fått nye navn på hva vi fenotypisk ser, for de som allerede vet en del om genetikk kommer jeg til å også nevne de gamle navnene og variantene. 

Fra mest til minst dominant finnes har vi disse agouti locus fargefordelingene

Dominant gul (dominant yellow) - ASIP^DY, fremkommer ved haplotypekombinasjonen VP1 + HCP1

Disse hundene har neste utelukkende gult pigment (phaeomelanin) uttrykt over hele kroppen. Tidligere kalte man disse for "clear sable".  Jeg har selv ikke møtt på noen siberian husky som er dominant gul, men de finnes. Fargen er vanlig i mange andre raser.  Dette er også den genetiske fargen som polarulver har. At de ser hvite ut i stedet for gule/røde er fordi de har lav intensitet av gult pigment (phaeomelanin) Mer om dette i en seinere blogpost.

Shaded gul (shaded yellow) - ASIP^SY, fremkommer ved haplotypekombinasjonen VP2 + HCP1
Disse hundene har mye gult pigment, men også noe svart pigment (eumelanin) , spesielt i hårtuppene på ryggen og sidene. Dette er de hundene man tradisjonelt har kalt "sable eller sobel". Hos siberian husky har de også blitt kalt "svartneset røde".  Ikke en veldig vanlig farge, men den finnes hos en rekke individer i rasen.  Merk at hvor rød pelsen fremstår ikke har noe med hvorvidt den er sobel å gjøre. Det er den minimale mengden med svart pigment (eumelanin) som er karakteristikken her.

Både ASIP^DY og ASIP^SY var tidligere varianter av allelet med designasjonen A^y . 

Agouti - ASIP^AG, fremkommer ved haplotypekombinasjonen VP2 + HCP2
Disse hundene har medium mengde både gult og svart pigment, dette er villtypen av begge haplotyper. Dette er også den helt klart vanligste fargen hos siberian husky. Det er dette som gir våre grå hunder i mange ulike nyanser og sjatteringer. Det siberian husky folk kaller "agouti" er en spesifikk genkombinasjon med ASIP^AG og andre gener som påvirker fenotypen. Men alle grå, og langt de fleste lyserøde,  siberians er agouti på A-locus. 

Tidligere ble dette referert til som "wild sable" og med allel designasjonen a^w . 

Svart sal  (black saddle)- ASIP^BS,  fremkommer ved haplotypekombinasjonen VP1 + HCP4.
Dette er hunder med en svart sal, så og si uten bånd av svart og gult pigment, men gult pigment høyt opp fra undersiden.  Tidligere trodde man at svart sal hos hunder var forårasket av et eget gen, men denne nye studien viser at det er en del av agouti-locus.  Det finnes siberian huskyer som er ASIP^BS, men det er ikke tn spesielt vanlig mønster. 
Hos siberians finner vi også enkelte agouti hunder som har fargen fordel som en sal. Disse hundene er VP1 + HCP2

Svart rygg (black back) - ASIP^BB,  fremkommer ved flere ulike haplotypekombinasjonener, 3 er identifisert. Fenotypisk er hundene helt like. De har svart rygg uten veksling mellom svart og gult pigment (HCP er "slått av") og har medium uttrykt gul pigment på undersiden.
ASIP^BB1, fremkommer ved haplotypekombinasjonen VP2 + HCP3
ASIP^BB2, fremkommer ved haplotypekombinasjonen VP2 + HCP4
ASIP^BB3, fremkommer ved haplotypekombinasjonen VP2 + HCP5

Dette er haplotypekombinasjonene som gir en svart og hvit, eller rød og hvit siberian husky. 

Tidligere ble ASIP^BSog ASIP^BB fenotypene kalt black and tan, og hadde allel designasjonen a^t . 

 

Recessivt svart - ASIP^a, dette er den mest recessive varianten på A-locus. Disse hundene ser helsvarte/brune ut. Mutasjonen er en SNP i den kodene delen av ASIP-genet.  Så langt er denne genotypen kun funnet i kombinasjon med haplotypene VP2 + HCP3 

Alle hundene i denne illustrasjonen er svartpigmenterte (ikke brunt) for at det skal være lettere å sammenligne fenotypen på de ulike. Merk at alle A-locus haplotypene kan påvirkes av andre gener og dermed se fenotypisk ulike ut fra det som er representert her.

Kort oppsummering av A-locus. Fra mest til minst dominant: 

ASIP^DY àASIP^SY à ASIP^AG à ASIP^BS à ASIP^BB à ASIP^a 

dominant gul à shaded yellow à agouti à black saddle à black back à recessiv svart



Etter gammel modell for A-locus så det slik ut: 

A^y à a^w à a^t à a

Sobel à agouti à black and tan à recessive svart

Plansjen nedenfor er hentet fra denne videoen hvor Dr. Bannasch en av genetikerne som har funnet ut av den nye forklaringene til A-locus forklarer det hele. Den er på engelsk, men vel verd å se.