https://frosthead.com

Vědci extrahují DNA z kopyt Seabiscuit, aby zjistili, jak byl tak rychlý

Seabiscuit nebyl působivě vypadající kůň. Byl považován za docela líného, ​​raději jíst a spát ve svém stánku než cvičení. Odepsal ho většina závodního průmyslu poté, co ztratil prvních 17 závodů. Ale Seabiscuit se nakonec stal jedním z nejoblíbenějších plnokrevných šampiónů všech dob - hlasoval 1938 Horse of the Year poté, co v roce 1938 vyhrál svůj legendární zápasový závod jako underdog proti Triple Crown vítězi War Admirál.

Jako molekulárního fyziologa mě vždy zaujalo pojetí porozumění tomu, jak specifické genové varianty mohou ovlivnit výkon, ať už v atletice, učení nebo dokonce jak se organismus vyvíjí. Čistokrevné dostihy se zdály slibnou oblastí pro studium této myšlenky, protože úspěšní dostihové koně potřebují nejen elitní fyzické atributy, ale také mentální složení šampióna, někdy označované jako „vůle vyhrát“.

V Ústavu pro koňskou genomiku zde na Binghamtonské univerzitě se snažíme lépe porozumět genetickým složkám spojeným s úspěchem chovu u plnokrevníků a dalších plemen koní. Zajímá nás také nalezení genových variant, které by pomohly koním před a po závodních kariérách. Úspěšně jsme provedli testy pro koňské farmy v USA a v Jižní Africe a na Novém Zélandu, abychom jim pomohli s rozhodnutími o chovu a pomohli jim včas zjistit, kteří koně pravděpodobně pro danou trať pravděpodobně nebyli.

Před několika lety se Jacqueline Cooper z nadace Seabiscuit Heritage Foundation spojila. Chtěla geneticky testovat potomka páté generace Seabiscuit, jménem Bronze Sea, pro chovné účely. Jacqueline se zeptal, zda by nějaké genetické informace o Seabiscuit mohly být získány ze sekvencování Bronze Sea. * Ale protože Seabiscuit byl tak daleko v rodokmenu, naše laboratoř si opravdu nemohla být jistá, které z genů Bronze Sea pocházejí z jeho slavného prapodivného grandsire. Fungovalo by to pouze v případě, že by existovala srovnávací tkáň z Seabiscuit - nepravděpodobný problém, protože zemřel v roce 1947 a je pohřben v nezveřejněném hrobě na ranči Ridgewood v severní Kalifornii.

seabiscuit2.jpg Seabiscuit jako sedmiletý důchodce, s některými z jeho potomků na ranči Ridgewood v Kalifornii. (AP)

Během skupinového telefonického hovoru mezi mnou, Jacqueline a Michael Howardem, pravnukem majitele Seabiscuit, zmínil, že kopyta Seabiscuit byla odstraněna a zachována po smrti šampióna. Tohle mi vzbudilo zájem; moje laboratorní skupina měla velký úspěch při získávání přiměřeně intaktní DNA ze starých vzorků kostí.

Ukázalo se, že stříbrné kopyty Seabiscuit - myslet na dětské botičky potažené kovem - byly vystaveny v kalifornské plnokrevné nadaci. Ačkoli to není dnes běžná praxe, historicky bylo obvyklé odstranit kopyty dostihového koně jako památku před pohřbem. Stříbrné kopyta často sloužily jako dekorativní mementa, někdy dokonce používaná k držení cigaret a zápalek.

seabiscuit silver hoof.jpg Jeden z postříbřených kopyt Seabiscuit. Dolní část je kopytní stěna, zatímco horní a střední sekce jsou stříbrné. (Jacqueline Cooper)

Když však naše laboratoř přijala dvě kopyta Seabiscuit, nejzřetelnější na nich bylo, jak se zhoršily. Velká část každého kopyta se odtáhla od stříbrné boty. Nejlepší slovo k jejich popisu bylo roztrhané. A vyhloubená horní část byla tak hluboko do každého kopyta, obávali jsme se, že kosti byly během stříbření ze vzorků úplně odstraněny. Rozhodli jsme se tlačit kupředu a uvidíme, co můžeme najít.

Ph.D. student Kate DeRosa, s pomocí Andyho Merriwethera, který řídí starou DNA a forenzní laboratoř na akademické půdě, vyvrtal do kopyt, doufal, že najde co se nazývá rakevní kost, nejspodnější kost uvnitř koňské kopytky. Jak Kate vrtal, výsledný prášek se změnil z tmavě hnědého, což znamenalo, že to není kostní látka, na bílou, což naznačuje, že kosti rakve tam skutečně byly.

Kate DeRosa.jpg Kate DeRosa extrahuje to, co může ze spodku kopyta. (Steven Tammariello)

Náš tým pokračoval v extrahování DNA z práškové kosti. Jaderná DNA byla poněkud degradovaná, což nás nepřekvapilo vzhledem k věku vzorků a drsnému chemickému ošetření, kterému byly kopyty během stříbra vystaveny. Mitochondriální DNA však byla neporušená. Použili jsme jej k ověření mateřské linie vzorků a k potvrzení, že kopyta byly skutečně z mořského masa.

Ačkoli jaderná DNA ze vzorku kopyta nebyla neporušená, Kate byla stále schopna částečně sekvenovat specifické geny spojené s optimální závodní vzdáleností u plnokrevníků. Zjistili jsme, že Seabiscuit měl genové varianty, které se často vyskytují u koní, kteří jsou běžci na dobré vzdálenosti. Zajímavé však bylo, že základem byly varianty menších závodních genů, které se obvykle vyskytují u sprintujících koní.

Zdá se, že tato poněkud vzácná genetická kombinace vytrvalosti a rychlosti se odráží v závodním rekordu šampióna, protože vyhrával závody od pouhých 5 furlongů (sprintu) až po 1¼ mil (vzdálenost). Kromě toho, dnešní koně, které jsme identifikovali s tímto genotypem, mají sklon být pozdní bloomery, vyhrávají svůj první závod v průměru téměř o tři měsíce později, než koně s genotypem spojeným s precocity. Zní to jako závodní rekord Seabiscuit: Až do čtyřleté závodní sezóny se stal skutečnou závodní hvězdou.

seabiscuit hoof2.jpg Dno stříbřité kopyty Seabiscuit, předvrtání. Dvě místa vrtání byla na obou stranách bodu trojúhelníkové „žáby“, která je analogická s prstem člověka. (Jacqueline Cooper)

Naše laboratoř bude pokračovat ve zkoumání genomu Seabiscuit se zaměřením na geny spojené s jinými fyzickými atributy, jakož i na geny, které kontrolují rysy temperamentu, jako je agrese, zvědavost a trénovatelnost. Možná měl Seabiscuit v těchto behaviorálních genech varianty, které mu daly neuvěřitelnou touhu vyhrát i přes jeho méně než ideální fyzikální atributy.

Prostřednictvím této studie spolupracující partneři doufají, že získají představu o tom, jaké genetické komponenty způsobily, že Seabiscuit byl velkým dostihovým koňem, kterým byl. Víme, že závodní plnokrevníci na počátku 20. století vypadali docela jinak než dnešní koně, takže bude zajímavé zjistit, zda je DNA Seabiscuit výrazně odlišná od DNA jeho moderních protějšků. Perspektiva klonování Seabiscuit není prozatím možná kvůli nedostatečnému množství a nízké kvalitě jaderné DNA, kterou bychom mohli získat.

* Poznámka editora, 31. října 2018: Předchozí verze tohoto příběhu nesprávně uvedla, že potomek Seabiscuitovy páté generace byl pojmenován Bronze Star, když ve skutečnosti to bylo Bronze Sea. Příběh byl upraven, aby tuto skutečnost napravil.


Tento článek byl původně publikován v The Conversation. Konverzace

Steven Tammariello, docent biologických věd a ředitel Institutu pro koňskou genomiku, Binghamton University, Státní univerzita v New Yorku

Vědci extrahují DNA z kopyt Seabiscuit, aby zjistili, jak byl tak rychlý