Όποιος είχε ποτέ σκύλο γνωρίζει πολύ καλά, χωρίς καμία εξέταση DNA, αλλά από την εμπειρία του και μόνο, πόσο διαφορετικός μπορεί να είναι ο ένας από τον άλλο. Eπιφυλακτικοί ή φιλικοί, παιχνιδιάρηδες ή ήρεμοι, φοβισμένοι ή τολμηροί, επιρρεπείς στο γάβγισμα ή λάτρεις του παιχνιδιού “φέρε μου πίσω το μπαλάκι”, είναι χαρακτηριστικά που, μεταξύ άλλων, προσδίδουν σε κάθε σκύλο το χαρακτήρα του και συνθέτουν τη μοναδική προσωπικότητά του.

Έρευνες έχουν δείξει ότι ορισμένες από αυτές τις διαφορές είναι γενετικά καθορισμένες. Παρότι είναι δεδομένο ότι ακόμη και στη σύγκριση σκύλων που ανήκουν στην ίδια ράτσα, όπου η γραμμική αναπαραγωγή και η τεχνητή επιλογή (η διαδικασία κατά την οποία ο άνθρωπος χρησιμοποιεί για αναπαραγωγή ζώα με χαρακτηριστικά που έχουν συγκεκριμένο ενδιαφέρον γι’ αυτόν, καθορίζοντας ποιοι γονότυποι θα αναπαραχθούν περισσότερο, απομακρύνοντας από τον πληθυσμό ανεπιθύμητα γονίδια, αυξάνοντας τη συχνότητα γονιδίων με ευνοϊκή επίδραση στα χαρακτηριστικά που τον ενδιαφέρουν) έχουν οδηγήσει στην απώλεια μεγάλου μέρους της αρχικής γενετικής ποικιλίας, ακόμη κι έτσι, η συμπεριφορά των σκύλων μπορεί να διαφέρει σε μεγάλο βαθμό. Και φυσικά, δεν αναφερόμαστε καν σε σκύλους που ανήκουν σε διαφορετικές ράτσες, όπου οι διαφορές μπορεί να είναι ακόμη εντονότερες και εμφανέστερες.

Τώρα, οι ερευνητές δείχνουν ότι ένα μέρος των διαφορών στην ιδιοσυγκρασία -ιδιαίτερα στο “ενεργειακό” τους επίπεδο και στις συμπεριφορές που σχετίζονται με τον φόβο- εξαρτώνται από επίκτητες διαφορές στο επιγονιδίωμα. Το επιγονιδίωμα, το μοναδικό σύνολο χημικών ετικετών στο DNA ενός ατόμου και τα συσχετιζόμενα σύμπλοκα ιστονών (νουκλεοσώματα), μπορεί να επιλέξει την έκφραση των τοπικών γονιδίων προς τα πάνω ή προς τα κάτω. Επειδή είναι γνωστό ότι το επιγονιδίωμα εξαρτάται από την ηλικία, τη διατροφή, την άσκηση, την εκπαίδευση, την κοινωνικοποίηση και άλλους περιβαλλοντικούς παράγοντες, ενδέχεται να επηρεάσει τη δραστηριότητα και την “καλωδίωση” των νευρικών κυττάρων, μεταβάλλοντας με αυτόν τον τρόπο τη συμπεριφορά.

Ένας εκ των συγγραφέων της μελέτης, ο Δρ. Ματέο Πελεγκρίνι, καθηγητής στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Λος Άντζελες, δήλωσε: «Σε αυτήν την εργασία δείχνουμε ότι η συμπεριφορά των σκύλων σχετίζεται με το επιγονιδίωμά τους, ιδίως με τη μεθυλίωση του DNA. Τα αποτελέσματά μας ανοίγουν την πόρτα στη χρήση της επιγενετικής, προκειμένου να είμαστε σε θέση να ελέγξουμε, καθώς και να επιλέξουμε τα επιθυμητά χαρακτηριστικά σε σκύλους συντροφιάς ή υπηρεσίας.

Ερωτηματολόγιο συμπεριφοράς

Ο Πελεγκρίνι και οι συνεργάτες του ποσοτικοποίησαν τις επιγενετικές, γενετικές και συμπεριφορικές διαφορές μεταξύ 46 θηλυκών και αρσενικών σκύλων από 31 διαφορετικές ράτσες, με ένα εύρος ηλικιών απο ενός έως και 16 ετών.

Οι διαφορές συμπεριφοράς ποσοτικοποιήθηκαν βάσει του τρόπου με τον οποίο οι ιδιοκτήτες βαθμολόγησαν τον σκύλο τους στο ερωτηματολόγιο Canine Behavioral and Research Assessment Questionnaire (C-BARQ), το οποίο συνιστά ένα ευρέως χρησιμοποιούμενο τυποποιημένο εργαλείο, που αποτελείται από 101 ερωτήσεις. Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν μια μορφή μηχανικής μάθησης, την παλινδρόμηση Mερικών Ελαχίστων Τετραγώνων (PLS regression, Partial Least Squares regression), για να εντοπίσουν σημαντικές συσχετίσεις μεταξύ γενετικών ή επιγενετικών παραλλαγών και χαρακτηριστικών συμπεριφοράς.

Το επιγονιδίωμα είναι γνωστό ότι διαφέρει έντονα μεταξύ των ιστών. Θεωρητικά, ο νευρικός ιστός θα ήταν το καλύτερο μέρος για την αναζήτηση συσχετίσεων μεταξύ συμπεριφοράς και επιγονιδιώματος. Ωστόσο, για λόγους ευκολίας στη συλλογή, οι ερευνητές μελέτησαν το επιγονιδίωμα των επιθηλιακών και ανοσοποιητικών κυττάρων που ελήφθησαν από επιχρίσματα στο εσωτερικό των μάγουλων των σκύλων. Για αυτή τη μελέτη αποδείξεως της αρχής (Proof of Concept, POC), επικεντρώθηκαν στη μεθυλίωση του DNA σε 3.059 θέσεις CG, δηλαδή σε θέσεις του DNA όπου ένα νουκλεοτίδιο κυτοσίνης (C απο Cytosine) ακολουθείται απο ένα νουκλεοτίδιο γουανίνης (G απο Guanine), καθώς αυτή είναι ευκολότερο να ποσοτικοποιηθεί από άλλους τύπους επιγενετικών σημάτων, όπως για παράδειγμα η μεθυλίωση ή η ακετυλίωση των ιστονών.

Η επιγενετική είναι πιο κατατοπιστική από τη γενετική για τη συμπεριφορά

Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι το επιγονιδίωμα είναι καλύτερος προγνωστικός παράγοντας για τη συμπεριφορά εν συγκρίσει με το γονότυπο, στις θέσεις που μετρήθηκαν. Ακόμη και στην πιο αντιπροσωπευόμενη φυλή –Αυστραλιανούς Ποιμενικούς με δείγμα αποτελούμενος από 12 σκύλους- μόνο δύο από τους 930 επιλεγμένους Πολυμορφισμούς Μονής Εστίασης ή Πολυμορφισμούς στο επίπεδο του Ενός Νουκλεοτιδίου (SNPs, Single Nucleotide Polymorphisms) που εξετάστηκαν συσχετίστηκαν ισχυρά με χαρακτηριστικά συμπεριφοράς. Δύο SNPs στο χρωμόσωμα 12 θα μπορούσαν να προβλέψουν, εν μέρει, το βαθμό φόβου ενός σκύλου προς τους ξένους.

Όταν, όμως, οι συγγραφείς διόρθωσαν την πιθανή συγχυτική επίδραση των διαφορών στην ηλικία, οι διαφορές στη μεθυλίωση του DNA μεταξύ των σκύλων εξηγούσαν πολύ μεγαλύτερο ποσοστό της παρατηρούμενης διακύμανσης στην ενέργεια, την αναζήτηση προσοχής, τον μη κοινωνικό φόβο και τον φόβο που κατευθύνεται από ξένους, σε σχέση με τις γενετικές διαφορές. Τα αποτελέσματα αυτά υποδηλώνουν ότι το επιγονιδίωμα συμβάλλει στη διαμόρφωση των διαφορών συμπεριφοράς στους σκύλους, ακόμη και σε ιστούς που δεν αποτελούν μέρος του νευρικού συστήματος.

Απροσδόκητα αποτελέσματα

«Αυτές οι συσχετίσεις μεταξύ της μεθυλίωσης του DNA των κυττάρων στο στόμα και της συμπεριφοράς των σκύλων ήταν εκπληκτικές και υποδηλώνουν ότι μελλοντικές μελέτες που θα εξετάζουν τη μεθυλίωση του DNA σε νευρικούς ιστούς ενδέχεται να εντοπίσουν παρόμοια μοτίβα», δήλωσε ο Πελεγκρίνι.

«Σκοπεύουμε να διεξάγουμε πολύ μεγαλύτερες μελέτες στο μέλλον, με στόχο την ανάπτυξη βιοδεικτών που θα μας επιτρέπουν να εντοπίζουμε καλύτερα σκύλους με συγκεκριμένες συμπεριφορικές προδιαθέσεις».

 

Δρ. Ματέο Πελεγκρίνι, καθηγητής στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια

Και κατέληξε: «Σε τελική ανάλυση, θα μας ενδιέφερε πολύ να εξετάσουμε το επιγονιδίωμα σκύλων υψηλής εξειδίκευσης, όπως οι σκύλοι οδηγοί ή οι σκύλοι ελκήθρων (εκληθρόσκυλα), ώστε να είμαστε σε θέση να βοηθήσουμε στην επιλογή εκείνων που θα έχουν περισσότερες πιθανότητες να ολοκληρώσουν με επιτυχία την εκπαίδευσή τους».

Το εν λόγω paper δημοσιεύθηκε στις 14 Δεκεμβρίου του τρέχοντος έτους στο επιστημονικό περιοδικό Frontiers in Psychology.