Deze blogpost is geschreven door: HolyCow

Let op: Dit onderwerp kan vrij ingewikkeld zijn. Voor het snappen van dit blog raad ik echt aan de eerdere blogs als parate kennis te hebben. Dit genetica blog is echt bedoeld voor spelers die meer dan alleen die basis willen weten. Wil je een makkelijke versie lezen? Lees dan dit blog

Hoi!

In dit blog wil ik het gaan hebben over ‘Dun’, ofwel wildkleur. De meeste lezers zullen waarschijnlijk al een beetje weten wat dun is, en wat dun doet. Er zit echter best veel achter dit populaire kleurtje. 

Wat is normaal?
Het is belangrijk om te realiseren dat Dun de ‘originele’ kleur is van het paard. De Przewalski, vaak gezien als het laatste wilde paard, lijkt Dun te zijn. Ook andere wilde paardachtigen, denk aan kiang en onager ezels, maar ook aan de uitgestorven quagga’s, vertonen een fenotype wat veel wegheeft van Dun. Het heet in het Nederlands niet voor niets ‘wildkleur’. Het is dus fout om het gen Dun als een mutatie te zien dat boven de basiskleur op komt. Deze denkfout wordt echter nog wel eens gemaakt omdat er door de tijd heen selectief is gefokt op paarden zonder dun. Hierdoor is dat uiteindelijk het nieuwe normaal geworden. Echter is de genvariant die ervoor zorgt dat een paard niet-dun is, de werkelijke mutatie.

Dun wordt veroorzaakt door het gen TBX3, bij paarden gelegen op chromosoom 8. TBX3 codeert voor een eiwit, met dezelfde naam, welk functioneert als een transcriptie factor: Het controleert dus of genen wél of niet aangezet worden. In dit geval gaat het dan om genen die een rol spelen in de pigmentatie. 

Wel weten we dat TBX3 vooral aanwezig en actief is op het lichaam. Het zorgt er voor dat in de haarfollikels over het lichaam minder pigment wordt geproduceerd. Het pigment wat wel wordt geproduceerd, verdeelt zich asymmetrisch, en lijkt vooral aan elkaar te ‘klonteren’. Zo wordt één zijde van het haar nóg lichter. 
De expressie van TBX3 is in bepaalde delen van het lichaam, zoals op de benen en de aalstreep, niet actief: Er is daar dus geen vermindering van de hoeveelheid pigment en ook geen samenklontering: je krijgt dan een ‘normaal’ haartje!. Zo ontstaat de bijzondere Dun/Wildkleur vachten, die dus worden gekenmerkt met een lichtere vacht en donkere wildmarkeringen: de aalstreep, donkere benen met zebrastrepen, een donker masker op het hoofd met soms ‘cobwebbing’, en soms een schouderstreep. Ook de manen en staart blijven (deels) donker.
De niet-gemuteerde/originele genvariant van TBX3, oftewel het Dun-allel, wordt ‘D’ genoemd.



Boven: Het fenotype van een paard met een goed werkende TBX3 (D/-), een kleine mutatie in het TBX3 waardoor deze verminderd functioneert / aanwezig is (d1/d1), en een grotere mutatie waardoor TBX3 niet functioneel /  aanwezig is (d2/d2).
Onder: Doorsnedes van de bijbehorende haartjes, in gebieden waar TBX3 normaal actief is. Haren uit gebieden waar TBX3 sowieso niet actief is, bijvoorbeeld de aalstreep, zijn vergelijkbaar met de doorsnede van d2/d2.
Bron: Imsland et al (2016)


Rip TBX3
Bij mutaties in het TBX3-gen, zal het TBX3 eiwit wat hiervan wordt gemaakt, defect zijn. Een deel zal door het lichaam worden opgeruimd, wat overblijft zal waarschijnlijk slechter functioneren. Het verdunnende effect van TBX3 is dan minder. 
Er zijn bij het paard twee van zulke mutaties gevonden: non-dun1 en non-dun2. Bij non-dun2 (d2 of nd2) is er vrijwel geen TBX3 meer te vinden, en zit er eigenlijk vrijwel geen verschil in de hoeveelheid en verdeling van pigment over het lichaam vergeleken met op de rug waar normaal de aalstreep en andere wildmarkeringen zitten. Deze hoeveelheid is tevens hetzelfde als op de aalstreep en wildmarkeringen (oftewel: plekken waar de TBX3 expressie altijd al laag is) van Dun-kleurige paarden. Zij tonen zich als het paard zoals wij deze normaal kennen. Dus gewoon bruin, vos, zwart, enz.
Bij non-dun1 (d1 of nd1) is de functie van TBX3 duidelijk verminderd. Hierbij is de hoeveelheid TBX3 over het lichaam een stuk minder. Er is echter wel meer dan bij non-dun2. Het gevolg is dat de vachtkleur over het lichaam alsnog licht verdund is vergeleken met de vacht op de wildmarkeringen, alhoewel het minder is dan bij Dun paarden. De verdunning is hier meestal vrij subtiel. Daarnaast zit er in vachtkleur ook nog variatie die los staat van TBX3. Genoeg ‘normale’ non-dun2 paarden zijn dus even donker of zelfs lichter dan de non-dun1 paarden. Een non-dun1 paard valt dus vrijwel niet op in de huidige massa van non-dun2 paarden. Om deze reden wordt non-dun1 vaak beschreven als een paard met ‘Wildmarkeringen, maar geen verdunning’ Technisch is dit incorrect want er lijkt dus wel enige mate van verdunning te zijn, vandaar de wildmarkeringen (voor zover bekend dan hè!).  Zeker bij paarden die een zwarte basis hebben (E_ / aa), is dit goed te zien: Terwijl in bruin en vos al veel meer variatie zit in tint, zijn de meeste zwarte paarden gewoon ‘zwart’. Een zwarte non-dun1 valt door de lichtere vacht dus wél op.

Over het algemeen telt het volgende: Dun is dominant over non-dun1 en non-dun2,  non-dun1 is dominant over non-dun2, en non-dun2 is dus recessief.
Dit is echter niet helemaal zo simpel: Ten eerste lijken paarden met het genotype D/D lichter te zijn dan paarden met het genotype D/nd1 of D/nd2, in ieder geval in de konik-populaties waarin dit onderzocht is. Er zijn helaas weinig onderzoek in andere paardenpopulaties, waardoor het niet duidelijk is of dit effect overal is.
Ook wordt nog wel eens beschreven dat paarden met een nd1/nd1 genotype een lichtere vacht hebben dan nd1/nd2 paarden. 
Dun en non-dun1 hebben dus ook incompleet dominante eigenschappen.

Homozygoot of heterozygoot is niet het enige wat mogelijk de mate van verdunning bepaald: Er is ook gemeld dat het Dun-allel niet geheel penetrant is. Dat wil zeggen: Niet elk paard met Dun zal hierdoor evenveel beïnvloed worden. Bij sommige paarden zal het Dun-fenotype sterker aanwezig zijn, bij andere paarden minder. Er lijken andere factoren mee te spelen, die het effect van TBX3 beïnvloeden. Ook dit is met name onderzocht in een groep konik paarden, waardoor het onduidelijk is of hier ras-specifieke dingen meespelen, of dat er ook in andere rassen meer speelt.
Het lijkt erop dat er van het Dun-allel ook weer meerdere varianten zijn. Zo zijn in de onderzochte konik-groep al twee mutaties gevonden op het Dun-allel, die mogelijk invloed hebben. Ook het RALY-gen, wat iets boven ASIP (aka Agouti) zit en hier mogelijk mee samenwerkt, heeft mogelijk effect. Dit kan echter komen doordat deze regio de vachtkleur van bruinbasis paarden in het algemeen beïnvloedt, en niet zo zeer specifiek effect heeft op de werking van TBX3. 

Dit maakt echter heel duidelijk dat er heel veel verschillende genen samenwerking tot bepaalde fenotypes zijn, en hoe complex dit proces is.



Bron: Smudge 9000@flickr.com

Wil je meer informatie? Nog meer details? Lees vooral de papers door!
Imsland, F., McGowan, K., Rubin, C. J., Henegar, C., Sundström, E., Berglund, J., ... & Andersson, L. (2016). Regulatory mutations in TBX3 disrupt asymmetric hair pigmentation that underlies Dun camouflage color in horses. Nature genetics, 48(2), 152-158, van: https://www.nature.com/articles/ng.3475 
Cieslak, J., Brooks, S. A., Wodas, L., Mantaj, W., Borowska, A., Sliwowska, J. H., ... & Mackowski, M. (2021). Genetic Background of the Polish Primitive Horse (Konik) Coat Color Variation—New Insight into Dun Dilution Phenotypic Effect. Journal of Heredity, 112(5), 436-442, van: https://academic.oup.com/jhered/article/112/5/436/6357767 

Opfrisser nodig? Lees de vorige geneticablogs!
Geneticablog #1: Back to the Basics 1.0
Geneticablog #2: Back to the Basics 2.0: Mendeliaanse genetica en notatie van genotype
Geneticablog #3: Back to the Basics 3.0: Niet-Mendeliaanse overerving
Geneticablog #4: Back to the Basics 4.0: Welke genen zijn belangrijk in kleurgenetica bij paarden?
Geneticablog #5: Moleculaire genetica 1.0
Geneticablog #6: Moleculaire genetica 2.0
Geneticablog #7: Moleculaire genetica 3.0