筛选小狗的DNA甲基化组可能有助于预测它们的精力充沛或恐惧程度

任何养过狗的人都知道一只狗与另一只狗有多么不同。例如，它们可以是矜持的或友善的、顽皮的或冷静的、恐惧的或大胆的，以及是否倾向于吠叫或抓取。研究表明，其中一些差异是由基因决定的。但即使在犬种中，品系育种和人工选择已导致大部分原始遗传变异丢失，个体的行为也可能存在很大差异。

现在，研究人员表明，气质的部分差异——尤其是他们的“能量”水平和与恐惧相关的行为——取决于表观基因组的获得性差异。表观基因组是个体在DNA及其相关组蛋白复合物(核小体)上独特的一组化学标签，可以上调或下调局部基因的表达。因为众所周知，表观基因组取决于年龄、饮食、锻炼、训练、社会化和其他环境因素，它可以影响神经细胞的活动和布线，从而改变行为。

通讯作者、加州大学洛杉矶分校教授MatteoPellegrini博士说，“在这里，我们表明狗的行为与它们的表观基因组有关，特别是DNA甲基化。我们的结果为使用表观遗传学进行筛查打开了大门并在伴侣犬或服务犬中选择所需的行为特征。”

行为问卷

Pellegrini和他的同事量化了来自31个不同品种的46只雌性和雄性狗之间的表观遗传、遗传和行为差异，年龄在1到16岁之间。

行为差异是根据主人在犬类行为和研究评估问卷(C-BARQ)问卷中对他们的狗的评价来量化的，这是一种广泛使用的标准化工具，包含101个问题。研究人员使用一种机器学习形式，即偏最小二乘法(PLS)回归，来确定遗传或表观遗传变异与行为特征之间的显着关联。

已知表观基因组在组织之间存在很大差异。原则上，神经组织是寻找行为与表观基因组之间关联的最佳场所。但为了便于收集，研究人员研究了从狗脸颊内的拭子中获得的上皮细胞和免疫细胞的表观基因组。对于这项概念验证研究，他们专注于3,059个CG位点的DNA甲基化，因为这比其他类型的表观遗传标记更容易量化，例如组蛋白的甲基化或乙酰化。

结果表明，表观基因组比他们测量的位点的基因型更能预测行为。即使在最具代表性的品种中——样本中有12只狗的澳大利亚牧羊犬——在检查的930个选定的单基因座多态性(SNP)中也只有两个与行为特征密切相关。12号染色体上的两个SNP可以部分预测狗对陌生人的恐惧程度(即对陌生人的恐惧)。

但是，当作者校正了年龄差异的潜在混杂效应时，狗之间DNA甲基化的差异比遗传差异更能解释观察到的能量、注意力寻求、非社交恐惧和陌生人定向恐惧的差异。这些结果表明，表观基因组有助于塑造狗的行为差异，即使在不属于神经系统的组织中也是如此。

令人惊讶的结果

“口腔细胞DNA甲基化与狗行为之间的这些关联令人惊讶，并表明未来研究神经组织DNA甲基化可能会发现类似的模式，”Pellegrini说。

“我们计划在未来进行更大规模的研究，目标是开发生物标志物，使我们能够更好地识别具有特定行为倾向的狗。”

他总结说：“最终，我们会对检查导盲犬或雪橇犬等高度专业化犬类的表观基因组非常感兴趣，以便能够协助选择更有可能成功完成训练的犬类。”