Cechy charakterystyczne genomu kury (Gallus domesticus) jako organizmu modelowego
Piotr Antos, Andrzej Rabsztyn
Najstarsze ślady domestykacji kury, datowane na 6000 lat p.n.e., pochodzą z północnych Chin (West i Zhou, 1988). Uznaje się, że wszystkie populacje kury domowej mają pochodzenie monofiletyczne a ich wspólnym przodkiem jest kur bankiwa (Gallus gallus), do dziś żyjący w dżunglach Azji (Fumihito i in., 1994; Fumihito i in., 1996). Początkowo kury były utrzymywane ze względów kulturowych i religijnych, jednakże szybko uległy rozprzestrzenieniu i stały się powszechnym źródłem pokarmu (Scherf, 2000). Historia pokazuje, iż gatunek ten wniósł swój niemały udział w rozwój nauki. Od czasów, kiedy to Bateson i Punnett (1905-08) po raz pierwszy zademonstrowali, na przykładzie cech grzebienia kury, działanie praw Mendla w królestwie zwierząt, aż do epoki sekwencjonowania genomów, kura wciąż służy nauce. Badania prowadzone na kurach doprowadziły do odkrycia limfocytów B czy też wirusa mięsaka Rousa (McPherson i in., 2002; Brown i in., 2003). Rozwój u kury ma miejsce w jaju, dzięki temu stanowi ona świetny organizm do badań embriogenezy oraz rozwoju kręgowców (Stern, 2004; Stern, 2005). Współcześnie Gallus domesticus funkcjonuje w biologii jako organizm modelowy. Organizmy modelowe to wybrane organizmy posiadające szereg cech sprzyjających prowadzeniu badań biologicznych. Istotą organizmów modelowych jest podobieństwo z wieloma innymi organizmami, umożliwiające traktowanie organizmu modelowego jako substytutu do poznania innych organizmów. Jako zalety organizmu modelowego najczęściej wymienia się niskie koszty hodowli czy też łatwość utrzymania. Należy wspomnieć, że pozycja Gallus domesticus w nauce wynika również z przyczyn ekonomicznych, ze względu na znaczenie w produkcji mięsa i jaj (Burt i Cheng, 1998) – 41% mięsa na świecie stanowi mięso kur, a jego produkcja oraz konsumpcja stale rosną (McPherson i in., 2002). Do tego dochodzi fakt istnienia olbrzymiej populacji kur, wynoszącej około 18 miliardów ptaków, oraz jej dużej różnorodności genetycznej.
Literatura:
Axelsson E., Smith N. G. C., Sundstrom H., Berlin S., Ellegren H. (2004). Male-biased mutation rate and divergence in autosomal, Z-linked and W-linked introns of chicken and turkey. Mol. Biol. Evol. 21, 1538 – 1547
Bateson W., Punnett R. C. (1905-1908). Experimental studies in the physiology of heredity, 42 – 59; [w]: Classic Papers in Genetics. J. A. Peters, ed. Prentice-Hall, Englewood Cliffs, NJ
Bloom S. E., Delany M. E., Muscarella D. E. (1993). Constant and Variable Features of Avian Chromosomes, 39 – 60; [w]: Manipulation of the Avian Genome. Etches R. J., Verrinder Gibbins A. M. CRC Press Inc., Boca Raton, Florida 1993
Brown W. R., Hubbard S. J., Tickle C., Wilson S. A. (2003). The chicken as a model for large-scale analysis of vertebrate gene function. Nat. Rev. Genet. 4, 87 – 98
Burt D. W., Cheng H. H. (1998). The chicken gene map. ILAR J. 39, 229 – 236
Burt D. W. (2002). Origin and evolution of avian minichromosomes. Cytogenet. Genome Res. 96, 97 – 112
Burt D. W. (2005). Chicken genome: Current status and future opportunities.Genome Res. 15, 1692 – 1698
Delany M. E., Daniels L. M., Swanberg S. E., Taylor H. A. (2003). Telomeres in the chicken: Genome stability and chromosome ends. Poult. Sci. 82, 917 – 926
Delany M. E. (2004). Genetic variants for chick biology research: from breeds to mutants. Mech. Dev. 121, 1169 - 1177
Dodgson J. B. (2007). The chicken genome: some good news and some bad news.Poult. Sci. 86, 1453 – 1459
Fumihito A., Miyake T., Sumi S-I., Takada M., Ohno S., Kondo N. (1994). One subspecies of the red junglefowl (Gallus gallus gallus) suffices as the matriarchic ancestor of all domestic breeds. Evol. 91, 12505 – 12509
Fumihito A., Miyake T., Takada M., Shingu R., Endo T., Gojobori T., Kondo N., Ohno S. (1996). Monophyletic origin and unique dispersal patterns of domestic fowls. Proc.Natl. Acad. Sci. 93, 6792 – 6795
Gregory T. R. (2002). A bird’s-eye view of the C-value enigma: Genome size, cell size, and metabolic rate in the class Aves. Evol. 56, 121 – 130
Gregory T. R. (2008). Small genomes in pterosaurs too. Scientific Blogging.
Hughes A. L., Piontkivska H. (2005). DNA repeat arrays in chicken and human genomes and the adaptive evolution of avian genome size. BMC Evol. Biol. 5, 12
International Chicken Genome Sequencing Consortium (2004). Sequence and comparative analysis of the chicken genome provide unique perspectives on vertebrate evolution. Nature 432, 695 – 716
Lander E. S., Linton L. M., Birren B., Nusbaum C., Zody M. C., Baldwin J., Devon K., Dewar K., Doyle M., FitzHugh W. (2001). Initial sequencing and analysis of the human genome. Nature 409, 860 – 921
McPherson J. D., Dodgson J., Krumlauf R., Pourquie O. (2002). Proposal to sequence the genome of the chicken
Meyne J., Ratliff R. L., Moyzis R. K. (1989). Conservation of the human telomere sequence (TTAGGG)n among vertebrates. Proc. Natl. Acad. Sci. 86, 7049 – 7053
Musa H. H., Li B. C., Chen G. H., Lanyasunya T. P., Xu Q., Bao W. B. (2005). Karyotype and banding patterns of chicken breeds. I. J. Poult. Sci. 4, 741 - 744
Müller H. J. (1938). The remaking of chromosomes. Collecting Net. 13, 181-198
Primmer C. R., Raudsepp T., Chowdhary B. P., Moller A. P., Ellegren H. (1997). Low frequency of microsatellites in the avian genome. Genome Res. 7, 471 – 482
SanMiguel P., Gaut B. S., Tikhonov A., Nakajima Y., Bennetzen J. L. (1998). The paleontology of intergene retrotransposons of maize. Nat. Genet. 20, 43 – 45
Scherf B. D. (2000). World Watch List for domestic animal diversity. FAO, Rome, Italy, 3rd edition
Schmid M., Nanda I., Guttenbach M., Steinlein C., Hoehn M., Schartl M., Haaf T., Weigend S., Fries R., Buerstedde J. M. (2000). First report on chicken genes and chromosomes. Cytogenet. Cytogenet. Cell Genet. 90, 169 – 218
Siegel P. B., Dodgson J. B., Andersson L. (2006). Progress from chicken genetics to the chicken genome. Poult. Sci. 85, 2050 – 2060
Stern C. D. (2004). The chick embryo - Past, present and future as a model system in developmental biology. Mech. Dev. 121, 1011 – 1013
Stern C. D. (2005). The chick: A great model system becomes even greater. Dev. Cell 8, 9 – 17
Sysa P., Jaszczak K. (1997). Wykorzystanie badań cytogenetycznych w hodowli i selekcji zwierząt, 89 – 118; [w]: Biotechnologia zwierząt. Praca zbiorowa: Zwierzchowski L., Jaszczak K., Modliński J. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa
Vandergon T. L., Reitman M. (1994). Evolution of chicken repeat 1 (CR1) elements: Evidence for ancient subfamilies and multiple progenitors. Mol. Biol. Evol. 11, 886 – 898
Waterston R. H., Lindblad-Toh K., Birney E., Rogers J., Abril J. F., Agarwal P., Agarwala R., Ainscough R., Alexandersson M., An P. (2002). Initial sequencing and comparative analysis of the mouse genome. Nature 420, 520 – 562
West B., Zhou B.-X. (1988). Did chickens go north? New evidence for domestication.J. Archaeol. Sci. 14, 515-533
Wicker T., Robertson J. S., Schulze S. R., Feltus F. A., Magrini V., Morrison J. A., Mardis E. R., Wilson R. K., Peterson D. G., Paterson A. H., Ivarie R. (2005). The repetitive landscape of the chicken genome. Genome Res. 15, 126 – 136
Partnerzy
