Keijo Kodis från Finland har skickat en vetenskaplig artikel och ytterligare förklaringar från författarna som vi är väldigt tacksamma för att få sprida. Originaltexten är på Engelska och det är därför den versionen som gäller vid tveksamheter. Vid översättningen tillämpade vi största möjliga exakthet och försökte att hålla oss så nära originalet som möjligt men försökte ända att använda de svenska motsvarigheter till fackord där dessa fanns. Den engelska artikeln tillsammans med en lista på litteraturhänvisningar finns RSV2000 engelska hemsida. Bilderna fick bearbetas eftersom de inte kunde kopieras 1:1, även här tillämpade vi yttersta noggrannhet för att inte förändra något.
Förklarande kommentarer till den genetiska differentieringen hos den tyska schäferhunden Vår kortfattade forskningsrapport om den genetiska differentieringen av olika avelslinjer hos den tyska schäferhunden har utlöst mycket intresse och diskussioner och även lett till några frågor i olika forum. Sund kritik gällande materialet, metoderna, analyser och en studies slutsatser är en välkommen del av varje forskares arbete. Därför har vi sammanställt några svar och förklaringar kring studiens huvudbudskap och forskningsrapporten. Varför genomfördes studien? För nästan ett år sedan (augusti 2011) har den dåvarande avelskommittén på den finska föreningen för tyska schäferhundar ställt en fråga om en eventuell genetisk differentiering av rasen i utställnings- och arbetslinjer: Formar dessa avelslinjer sin egen gen-pool och har de som resultat av aveln gradvis utvecklats till olika linjer? Vår forskargrupp följer aktivt olika forskningsprojekt i samband med flera olika hundraser. I dessa projekt undersöker vi generna som ligger bakom olika kännetecken och sjukdomar. För att identifiera dessa gener undersöks hundarnas genom i en så kalls undersökning av hela genomet på ca 173.000 olika ställen. Den bilden på genomen som vi får efter analysen jämförs sedan beroende på fallet (t.ex. Sjuka hundar eller hundar med speciella beteenden) med kontrollgruppen för att lokalisera generna. Som en del av analysen kan vi även se strukturen av den undersökta populationen (hundras). I genomsnitt är genomer av nära släktingar mer lika än genomer från avlägsna släktingar. Det kan åskådliggöras i en bild som på bild 1 i vår rapport. Hundar med liknande genomer (liknande allelfrekvenser) står i bilden närmare varandra. När man identifierar gener som är ansvariga för sjukdomar är det mycket viktigt att även känna till den interna strukturen för den undersökta populationen eftersom den påverkar uppbyggnaden av studien och val av analysmetoden för att undvika felaktigt positiva resultat. Populationsstrukturen för de tyska schäferhundar i det forskningsprojektet skapades som en del av ett sådant genforskningsprojekt och på grund av kommitténs fråga. Även om vår forskning oftast i första hand siktar på att identifiera sjukdomsgener är det bra att vår forskning även kan ge svar på andra intressanta frågor kring rasen. Det är viktigt att påminna att den sortens genetiska forskning inte vore möjligt utan hundägarnas, uppfödarnas och avelsföreningarnas frivilliga stöd och deras arbete att samla proven. Är studien vetenskapligt relevant? Vårt forskningsinstitut är internationellt erkänd och utmärkt och vi använder endast forsknings- och analysmetoder som uppfyller internationella
standards. Även om den tyska schäferhundens genetiska differentiering i olika avelsriktningar är ett viktigt ämne mellan uppfödarna och rasens vänner är dock differentieringen av populationer i underpopulationer som resultat av stark avelsselektion inget nytt koncept inom vetenskapen och inte bara vetenskapligt sett en betydande upptäckt. (T.ex. dogs: Chang et al 2010). Litteratur om de i studien tillämpade metoderna är tillgänglig och vi kan skicka ut artiklarna om någon vill se närmare på dessa. De i forskningsrapporten visade resultaten är vetenskapligt sett inte nydanande eller tillräckligt intressanta för att erbjudas till en internationell vetenskaplig tidning eller för att kontrolleras av experter. Idag offentliggörs resultat beträffande en populations struktur som regel som del av en större undersökning. Därför författade vi denna kortare rapport för den finska föreningen för tyska schäferhundar (Saksanpaimenkoiraliitto). Eftersom rapporten riktar sig till hundvänner och inte ses som en del av en vetenskaplig artikelserie författades den så rak som möjligt utan närmare beskrivning av analysmetoderna. Det minskar dock på intet sätt studiens vetenskapliga värde. Eftersom temat av en hundras struktur intresserar hundvänner planerar vi att skriva en mer ingående och utförligare artikel om ämnet med exempel från andra hundraser till exempel i tidningen Koiramme. Hur är det med det lilla antalet prover? De i forskningsrapporten presenterade uppgifterna är relaterade till hundar som deltar i våra aktuella studier med tyska schäferhundar. Data samlades inte in speciellt för den analysen. Även om forskningsdatas omfång inte var särskild stor tyder resultaten på en klar differentiering i arbets- och utställningslinjer. I ett sådant fall understryker ett mindre prov till och med differentieringens resultat. Inom arbetsoch utställningslinjerna kom de flesta hundar från olika uppfödare och därför är även ett mindre prov tillräckligt omfattande. Vi väntar just nu på nya resultat i projektet om höftledsdysplasin på tyska schäferhundar och dessa resultat kommer att komplettera tidigare forskning. Vi planerar under hösten att analysera ett större antal tyska schäferhundar, något över 500 hundar från Finland och Tyskland, som skulle kunna förtydliga skillnaderna mellan länderna beträffande populationsstrukturen. Om avelsföreningarna är intresserade av att skapa en större studie om populationernas struktur kan vår forskningsgrupp tänka sig att på deras bekostnad analysera fler hundar för att skapa en mer exakt populationsgenetisk mångfaldsanalys. I en uppföljningsstudie skulle vår primära fokus vara att undersöka om det är möjligt att via en genomanalys av hundarna närmare identifiera de bästa hundarna från arbets- och utställningslinjerna.
. För den sortens uppföljningsstudier måste vi dock samarbeta med experter från den finska schäferhundföreningen och den finska utbildningsenheten för tyska schäferhundar (Saksanpaimenkoirien koulutusunioni). Hur valdes hundarna till studien? Hundarna valdes ursprungligen för löpande forskningsprojekt, beroende på kriterierna för respektive projekt, och inte specifikt för studien om populationsstrukturen. Hundarna klassificerades enligt avelsriktlinjerna av Keijo Kodis vid den tidpunkten medlem i finska schäferhundföreningens avelskommitté. Klassificeringen efter linjerna kontrollerades av Juka Puurunen från avelskommittén. Hundarna klassificerades för arbetslinjen om arbetshundar fanns inom fem generationer på hundens stamtavla. På motsvarande sätt klassificerades de till utställningslinjen om kända utställningshundar fanns i hundens stamtavla. Om båda linjer kunde identifieras i stamtavlan klassificerades hunden till blandningslinjen. Det betyder en större utmaning att definiera blandningslinjerna och det syns också i bilden i rapporten: Blandningslinjehundarna placerar sig logiskt i mitten mellan utställnings- och arbetslinjerna. Klassificeringen av hundar till dessa linjer enligt stamtavlorna stämmer perfekt överens med resultaten från den genetiska studien. Har forskningsmaterialet valts från hundar av en viss uppfödare? Både för hundarna i arbets- som i utställningslinjerna kom våra data i första hand från olika uppfödare: för arbetslinjen 14/17 hundar och för utställningslinjen 21/30 hundar. Hundarnas data koncentreras inte på en viss uppfödare eller en grupp av uppfödare men det är ett omfattande prov av populationen. Varför kan hundarnas namn inte offentliggöras? Vår forskningsgrupp hanterar hund- och ägarinformationer med absolut sekretess och vi identifierar hundar eller deras namn inte i något av våra forskningsprojekt. Det stämmer överens med etiska forskningsriktlinjer för studier både på människor och djur. Utöver klassificeringen av Keijo Kodis kontrollerades listan med de sextio hundarna av Juha Puurunen, den nuvarande avelsspecialisten på den finska föreningen för tyska schäferhundar. Deras ägare hade inte nekat till att offentliggöra den informationen gentemot avelsföreningen. Ägarna frågas om det separat på blanketten för blodproverna som fylls i när blodproven lämnas. Baseras slutsatserna verkligen på resultaten och ger metoderna relevanta resultat? För den studien använde vi metoder som över hela världen används mycket frekvent inom den populationsgenetiska forskningen. Varje hunds genom analyserades via en analys av hela genomet (Illuminan HD Canine SNP Chip 173K). Dessa metoder beskrevs t.ex. i artiklar
om den genetiska distansen för olika hundraser (t.ex. Boyko et al. 2010, von Holdt at al. 2010). Det skall även lyftas fram att det inom populationsgenetiska studier är mycket ovanligt att man använder ett så stort antal markörer som i vår studie (ca 173.000 markörer). Många studier om likheter eller genetisk mångfald vid djur- och grönsakspopulationer utfördes med några dussin (3-40) markörer (Eckert et al. 2008). Den av oss använda DNA forskningsmetoden är därför ytterst tillförlitlig. De aktuella dataanalyser utfördes med associationsanalys och populationsstatistik och populationsgenetiska paket GenAbel (Aulchenko et al. 2007) och Pegas (Paradis 2009), som hör till R Software. Närmare informationer om beräkningsformlerna på den använda programvaran finns i de nämnda referenserna. (Referenslista i det engelska originalet; översättarens anmärkning) Hur är resultatens relevans beträffande aveln? Våra forskningsresultat visar att den tyska schäferhundens genetiska struktur omfattar två identifierbara underpopulationer. Inom hundrasen praktiserades avelsurval och som resultat utformades två genetiskt olika avelslinjer. Underpopulationer bildas relativt snabbt som ett resultat av stark avelsselektion, men följderna kan, om så önskas, återställas genom att blanda de båda populationerna. Populationsgenetiskt minskar delningen av en hundras i två linjer även den genetiska variationsbredden inom dessa linjer. Inom en specifik linje finns mindre variation än inom hela hundrasen. Att sammanföra eller blanda riktningarna kan öka de båda linjernas genetiska mångfald (sammanfattad gen-pool). Rent allmänt kan minskningen av den genetiska variationen öka till exempel antalet sjukdomar inom en ras och försvaga rasens vitalitet som t.ex. Som resultat kan leda till mindre kullar. Studien undersökte dock inte nivån på mångfalden inom och mellan linjerna och tar ingen ställning om den är tillräcklig på de nuvarande hundarna. Allmänt rekommenderas skydd av mångfalden inom aveln för att bevara hälsan och vitaliteten för en ras. Avelsurvalet var ursprungligen förmodligen ett medvetet beslut av avelsföreningar och uppfödare. Det fanns ett behov för olika typers tyska schäferhundar och kombinationer som ledde till de önskade kännetecknen föredrogs framför andra. Dessa kännetecken påverkas också av gener och olika gener samlades i olika avelslinjer. Det ger, om tillräckligt mycket data föreligger, forskarna möjligheten att närmare specificera vissa kännetecken på enskilda hundar inom de båda linjerna och att närmare undersöka vilka sorters gener som kan stå bakom de olika kännetecknen. I framtiden kan den sortens genetiska information användas mer inom hundaveln.
Vad är resultatens signifikans? På DNA nivån kan två underpopulationer identifieras inom rasen: utställnings- och arbetslinjen. Dessa resultats relevans för aveln förklaras längre upp. Säger rapporten något om tyska schäferhundars arbetsförmåga? Forskningsresultaten säger inget om den tyska schäferhundens arbetsförmåga. Hur definieras en bra arbetshund? Om vi vill tränga in djupare i arbetsegenskapernas genetik måste vi definiera dessa kännetecken först och utveckla objektiva och standardiserade metoder för att ta fram och mäta ärftligheten. Att definiera arbetsegenskaper är en utmaning och behöver forskares och erfarna arbetshunds experters ansträngningar. Bra arbetskvalité är resultat av flera personliga egenskaper som påverkas av flera gener. Vår forskningsgrupp har även erfarenheter med att upptäcka kännetecken för multipla gener (Wilbe et al. 2009).
Tyska schäferhundens avelslinjer är genetiskt skilda från varandra. Den tyska schäferhunden är världens mest populära hundras med många användningsmöjligheter som arbets-, ledar-, utställnings- och familjehund. Olikheten mellan tyska schäferhundar gör hundrasen till ett fascinerande forskningsområde för beteendeforskning och leder till intressanta frågeställningar beträffande hundrasens genetiska mångfald samt en eventuell differentiering mellan olika avelslinjer. Dessa gissningar fokuseras särskild på utställningslinjer och arbetslinjer. Vita schäferhundar och långhåriga tyska schäferhundar har redan tidigare skilts ifrån som egna hundraser. Vår forskningsgrupp driver aktuellt olika genetiska forskningsprojekt med målsättningen att identifiera sjukdomsgener i hundraserna. Som en del i dessa projekt har vi tittat på genetiska skillnader mellan de olika avelslinjerna. Att kunna identifiera dessa skillnader är viktigt för forskningsresultatens relevans. Enligt tidigare genetiska studier skiljer sig hundraserna betydligt mer från varandra än några mänskliga populationer gör det. Aveln av renrasiga hundar har mycket ordentlig skilt hundraserna i olika genetiska populationer. Enskilda hundars genom (summan av en individs genetiska arvsanlag) är ofta mycket mer lika inom rasen än mellan raserna. Betydande genetiska skillnader, som utgör subpopulationer, kan dock ändå finnas inom en hundras. Det är vida spridd inom hundraser med flera olika användningsmöjligheter där avelsurvalet görs med tanke på dessa användningsmöjligheter. Den tyska schäferhunden är ett typiskt exempel på en sådan hundras. Vi undersökte de genetiska skillnaderna mellan 62 finska tyska schäferhundar från tre olika avelslinjer. Dessa hundar delades av en avelsspecialist från finska föreningen för tyska schäferhundar upp på tre olika populationer: utställningslinjen, blandlinjen och arbetslinjen. En hund definierades som en hund från en arbetslinje när på den fem-generationers stamtavla fanns hundar som var kända som arbetshundar. På motsvarande sätt definierades en hund som hund från utställningslinjen om stamtavlan visade hundar som är kända som utställningshundar. Om båda linjer kunde ses på stamtavlan tilldelades hunden till blandningslinjen. I alla 62 hundars genom analyserades 172.000 genetiska varianter för att mäta den genetiska variationen (mätning av allelfrekvensen). För att sålla fram den genetiska likheten mellan de enskilda djuren användes för analysen av resultaten från genomanalyserna en så kallad likhetsmall. Resultaten från analysen visas i Bild 1. I bilden avspeglas likheter genom avstånden. Varje punkt representerar en hund och ju mer hundarna liknar varandra genetiskt desto närmare ligger punkterna till varandra. Baserad på dessa resultat skiljer sig hundarna i utställnings- och arbetslinjerna genetiskt från varandra och formar i bilden egna grupper. Hundarna i blandningslinjen placerades i mitten på bilden närmare hundarna i arbetslinjen. I
bilden finns en hund som delades in i utställningslinjen samt en hund från arbetslinjen i den motsatta gruppen; det skulle kunna beror på ett misstag under kategoriseringen av hundarnas stamtavlor. De flesta hundar från blandningslinjen står nära arbetslinjehundarna, det tyder på att deras genomer är lika. En analys av hela genomet visar att hundar från utställnings- och arbetslinjen skiljer sig genetiskt från varandra. Bild 1 De genetiska skillnaderna inom en population av tyska schäferhundar. Baserad på sin stamtavla och sin användning valdes 62 tyska schäferhundar från tre olika avelslinjer ut för en analys av hela genomet för att identifiera eventuella genetiska skillnader. Resultaten visar att utställningslinjehundarna (röda prickar) och hundar från arbetslinjer (blåa prickar) är genetiskt skilda från varandra. Hundarna från blandningslinjer (svarta prickar) är placerade mellan de båda andra linjerna med större närhet till arbetshundlinjerna.
Efter en analys med en likhetsmall uppskattades för varje hund den genetiska sannolikheten att höra till en specifik population baserad på data från analysen av hela genomet och populationsindelningen. Resultaten från analysen visas i Bild 2. Även här var resultaten förvånand3e tydliga: Alla hundar som enligt den föregående indelningen hörde till utställningslinjen gjorde det även enligt denna analys. Blandnings- och arbetslinjehundarna uppvisade liknande sannolikheter men även här var indelningen relativt tydligt. (bild 2). Dessa resultat tyder på att utställningshundarna har klart avskilts till en egen population. För blandnings- och arbetslinjehundarna varierar sannolikheten, beroende på graden av blandning. Analysen kan i framtiden fördjupas genom att identifiera placeringen av det genområdet där skillnaderna mellan populationerna är tydligast och beräkning av fysiska volymer som kan definiera hur långt populationerna har utvecklats ifrån varandra. Men delningen mellan linjerna är redan i denna undersökning helt tydligt och baserad på det provet kunde en entydig genetisk variation inom populationen identifieras. Genomanalysens resultat bekräftar hypotesen att det inom rasen finns en genetisk delning mellan utställnings- och arbetslinjer. Även skillnaderna i utseendet och beteendemönstret mellan linjerna tyder på samma sak. Arbetslinjehundar paras ofta med andra djur från liknande linjer.
Bild 2 Sannolikhet att tyska schäferhundar hör till en förutspådd linje. I en analys av hel genomet (ca 172.000 markörer) undersöktes prover från 62 tyska schäferhundar och baserad på resultaten och en föregående indelning av populationen (bild 1) uppskattades sannolikheten för varje hund att höra till en av de tre bestämda avelslinjerna. I bilden återspeglar varje pelare en hund och sannolikheten (0-1) visades med olika färger beroende på den motsvarande linjen. Baserad på de genetiska resultaten förutspåddes alla utställningshundar korrekt (gröna pelare, möjlighet 1 = 100% För blandnings- och arbetshundlinjerna varierar sannolikheten beroende på graden av blandning. Den studien, baserad på en smal uppsättning data öppnar intressanta möjligheter för den fortsatta forskningen om den tyska schäferhundens avelslinjer. Den genetiska variationen av hundrasens utseende och beteende (eventuellt även sjukdomar) i de olika populationerna ger med ett bredare underlag en tätare kartläggning av generna beträffande dessa faktorer. Som resultat av avelsurvalet har utställningslinjen utvecklad olika genetiska variationer mot arbetslinjen och vice versa. I en bredare studie skulle, baserad på genetisk data, ytterligare genetiska områden relaterade till de olika linjerna kunna identifieras. Vissa av generna i dessa genetiska områden förklarar det typiska utseendet och beteendemönster för de olika linjerna. Tyska schäferhundar har en signifikant betydelse som arbetshundar för till exempel polisen och tullen. Dessa arbetshundar skall uppvisa olika specifika kvaliteter för alla slags service för att kunna utbildas för den avsedda uppgiften och kunna lösa den. Även om hundarnas träning spelar en avgörande roll finns skillnader i inlärningsförmågan och de karakteristiska beteendemönstren; vissa av dessa skillnader kan förklaras genetiskt. Vårt särskilda intresse i de efterföljande studierna är att undersöka om genetiska analyser kan hjälpa att skilja potentiell enastående hundar från bra arbetshundar. Om vi skulle lyckas med att utveckla ett sådant hjälpmedel skulle vi kunna hjälpa att välja de unga hundarna med den högsta potentialen för en utbildning som arbetshund. Testet skulle kunna hjälpa att som komplettering av den inhemska populationen internationell kunna identifiera hundar, som skulle vara ett positivt steg för att öka mångfalden inom rasen. Vi undersöker just nu tillsammans med (den finska, översättarens anmärkning) avelsföreningen för tyska schäferhundar och olika arbetshundföreningar möjligheterna för fortsatta undersökningar. Forskningen kräver prover från hundar men även teknisk utrustning samt tillförlitliga informationer om de deltagande hundarna. Forskningsgruppen vill tacka de mer än tusen hundägare som deltog i studien, både uppfödare som kontaktpersoner vid avelsföreningarna. Utan Ert stöd skulle forskningens framsteg vara omöjliga.
Med hjärtliga hälsningar för hösten Prof. Hannes Lohi Katriina Tiira, PhD Osmo Hakosalo, PhD Student Canine Genomics Research Group University of Helsinki & Folkhälsan hannes.lohi@helsinki.fi