https://frosthead.com

Naukowcy wydobywają DNA z kopyt Seabiscuit, aby dowiedzieć się, jak był taki szybki

Seabiscuit nie był koniem o imponującym wyglądzie. Uważano go za dość leniwego, wolącego jeść i spać w swoim boksie niż ćwiczyć. Został odpisany przez większość branży wyścigowej po przegraniu pierwszych 17 wyścigów. Ale Seabiscuit ostatecznie stał się jednym z najbardziej ukochanych rasowych mistrzów wszechczasów - został ogłoszony Koniem Roku 1938 po wygraniu swojego legendarnego wyścigu meczowego jako przegrany z Zwycięzcą Potrójnej Korony w 1938 roku.

Jako fizjolog molekularny koncepcja zrozumienia, w jaki sposób poszczególne warianty genów mogą wpływać na wydajność, czy to w lekkiej atletyce, nauce, czy nawet w rozwoju organizmu, zawsze mnie intrygowała. Wyścigi pełnej krwi wydawały się obiecującą areną do studiowania tego pomysłu, ponieważ odnoszące sukcesy konie wyścigowe potrzebują nie tylko elitarnych atrybutów fizycznych, ale także mentalnego charakteru mistrza, zwanego czasem „wolą zwycięstwa”.

W Institute for Equine Genomics na Uniwersytecie Binghamton staramy się lepiej zrozumieć składniki genetyczne związane z sukcesem hodowlanym u rasowych i innych ras koni. Interesuje nas również znalezienie wariantów genów, które mogłyby pomóc koniom przed i po karierze wyścigowej. Z powodzeniem przeprowadziliśmy testy dla hodowli koni w Stanach Zjednoczonych oraz w Afryce Południowej i Nowej Zelandii, aby pomóc w podjęciu decyzji hodowlanych i pomóc im wcześnie zidentyfikować, które konie prawdopodobnie nie były odpowiednie na torze.

Kilka lat temu skontaktowała się Jacqueline Cooper z Seabiscuit Heritage Foundation. Chciała przetestować genetycznie potomka Seabiscuit piątej generacji, o nazwie Bronze Sea, do celów hodowlanych. Jacqueline zapytała, czy można uzyskać jakąkolwiek informację genetyczną o Seabiscuit z sekwencjonowania Morza Brązowego. * Ale ponieważ Seabiscuit był tak daleko w rodowodzie, nasze laboratorium naprawdę nie było pewności, który z genów Morza Brązowego pochodzi od jego słynnego pra-pra-pra-pra wnuk. Działałoby to tylko wtedy, gdyby nadal istniała tkanka porównawcza z Seabiscuit - mało prawdopodobna propozycja, ponieważ zmarł w 1947 roku i jest pochowany w nieujawnionym grobie na Ridgewood Ranch w Północnej Kalifornii.

seabiscuit2.jpg Seabiscuit jako emerytowany 7-latek, z kilkoma potomkami w Ridgewood Ranch w Kalifornii. (AP)

Podczas grupowej rozmowy telefonicznej między mną, Jacqueline i Michaelem Howardem, prawnukiem właściciela Seabiscuit, wspomniał, że kopyta Seabiscuit zostały usunięte i zachowane po śmierci mistrza. Teraz to wzbudziło moje zainteresowanie; moja grupa laboratoryjna odniosła wielki sukces w wydobywaniu właściwie nienaruszonego DNA ze starożytnych próbek kości.

Okazało się, że posrebrzane kopyta Seabiscuit - pomyśl o dziecięcych botkach pokrytych metalem - były wystawiane w California Thoroughbred Foundation. Chociaż dziś nie jest to powszechną praktyką, historycznie zwyczajowo usuwano kopyta mistrzowskiego konia wyścigowego jako pamiątkę przed pochowaniem. Posrebrzane kopyta często służyły jako ozdobne pamiątki, czasem nawet używane do przechowywania papierosów i zapałek.

seabiscuit silver hoof.jpg Jeden z posrebrzonych kopyt Seabiscuita. Dolna część to ściana kopyt, podczas gdy górna i środkowa sekcja są srebrne. (Jacqueline Cooper)

Kiedy jednak nasze laboratorium otrzymało dwa kopyta Seabiscuit, najbardziej zauważalną rzeczą w nich było ich pogorszenie. Duża część każdego kopyta oderwała się od srebrnego buta. Najlepsze słowo do ich opisania było poszarpane. A wydrążony wierzch był tak głęboko w każdym kopycie, że obawialiśmy się, że kości zostały całkowicie usunięte z próbek podczas procesu srebrzenia. Postanowiliśmy iść naprzód i zobaczyć, co możemy znaleźć.

Doktorat studentka Kate DeRosa, z pomocą Andy Merriwether, która kieruje pradawnym DNA i laboratorium kryminalistycznym na terenie kampusu, wierciła się w kopytach, mając nadzieję, że znajdzie się tak zwana kość trumienna, najbardziej dolna kość wewnątrz kapsułki kopyta koni. Gdy Kate wierciła, powstały proszek zmienił kolor z ciemnobrązowego, co oznaczało, że była to substancja bez kości, w biel, co sugeruje, że kości trumny nadal tam były.

Kate DeRosa.jpg Kate DeRosa wydobywa to, co może z dołu kopyta. (Steven Tammariello)

Nasz zespół wyodrębnił DNA ze sproszkowanej kości. DNA jądrowe zostało nieco zdegradowane, co nie zaskoczyło nas, biorąc pod uwagę wiek próbek i surową obróbkę chemiczną, na którą kopyta zostały narażone podczas procesu srebrzenia. Jednak mitochondrialne DNA było nienaruszone. Użyliśmy go do weryfikacji matczynego pochodzenia próbek i potwierdzenia, że ​​kopyta rzeczywiście pochodziły od Seabiscuit.

Chociaż jądrowe DNA z próbki kopyta nie było nienaruszone, Kate nadal była w stanie częściowo zsekwencjonować określone geny związane z optymalną odległością wyścigową u rasowych. Odkryliśmy, że Seabiscuit ma warianty genów, które często występują u koni, które są dobrymi biegaczami na odległość. Co ciekawe, leżały u podstaw wariantów drobnych genów wyścigowych, które zwykle znajdują się u koni biegających.

Ta dość rzadka genetyczna kombinacja wytrzymałości i prędkości wydaje się odzwierciedlać rekord wyścigowy mistrza, który wygrał wyścigi od 5 krótkich stadiów (sprint) do tak długich jak 1¼ mili (dystans). Ponadto konie, które zidentyfikowaliśmy za pomocą tego genotypu, zwykle są późnymi rozkwitami, wygrywając swój pierwszy wyścig średnio trzy miesiące później, niż konie o genotypie związanym z przedwczesnością. Brzmi jak rekord wyścigowy Seabiscuit: nie stał się prawdziwą gwiazdą wyścigów aż do swojego 4-letniego sezonu wyścigowego.

seabiscuit hoof2.jpg Dno posrebrzanego kopyta Seabiscuit, wiercenie wstępne. Dwa miejsca wiercenia znajdowały się po obu stronach czubka trójkątnej „żaby”, co jest analogiczne do koniuszka palca osoby. (Jacqueline Cooper)

Nasze laboratorium będzie nadal badać genom Seabiscuit, koncentrując się na genach powiązanych z innymi atrybutami fizycznymi, a także genach kontrolujących cechy temperamentu, takie jak agresja, ciekawość i zdolność trenowania. Być może Seabiscuit miał warianty w tych genach behawioralnych, które dały mu niesamowitą chęć wygrania pomimo jego niezbyt idealnych cech fizycznych.

Dzięki tym badaniom współpracujący partnerzy mają nadzieję dowiedzieć się, jakie składniki genetyczne uczyniły Seabiscuit wielkim koniem wyścigowym, jakim był. Wiemy, że wyścigi rasowe na początku XX wieku wyglądały zupełnie inaczej niż dzisiejsze konie, więc ciekawie będzie zobaczyć, czy DNA Seabiscuit jest wyraźnie inne niż jego współczesne odpowiedniki. Na razie perspektywa klonowania Seabiscuit nie jest możliwa z powodu niewystarczającej ilości i złej jakości jądrowego DNA, które moglibyśmy odzyskać.

* Nota redaktora, 31 października 2018 r .: W poprzedniej wersji tej historii niepoprawnie podano, że potomek Seabiscuit piątej generacji został nazwany Brązową Gwiazdą, podczas gdy w rzeczywistości była to Brąz Brązowy. Historia została zredagowana, aby poprawić ten fakt.


Ten artykuł został pierwotnie opublikowany w The Conversation. Rozmowa

Steven Tammariello, profesor nadzwyczajny nauk biologicznych i dyrektor Institute for Equine Genomics, Binghamton University, State University of New York

Naukowcy wydobywają DNA z kopyt Seabiscuit, aby dowiedzieć się, jak był taki szybki