Исследование, опубликованное в Геномная биология открывает новые возможности для повышения эффективности производства в животноводстве и, возможно, в животноводстве в более широком смысле. Группа исследователей из Медицинского колледжа Бэйлора, Корнелльского университета и Министерства сельского хозяйства США обнаружила, что, как и у людей, у крупного рогатого скота есть CoRSIV.

CoRSIV — это области генома, несущие химические маркеры в ДНК, которые предоставляют информацию, которая может позволить фермерам прогнозировать и выбирать желаемые характеристики крупного рогатого скота, такие как надои молока, плодовитость самок и устойчивость к болезням.

«Большинство людей знают, что каждый человек имеет уникальный набор генов или геном, но менее известно, что экспрессия этих генов регулируется системой молекулярных меток на ДНК – эпигенетикой – которая сообщает различным клеткам организма, какие гены следует использовать. включать или выключать», — сказал соавтор доктор Роберт А. Уотерленд, профессор педиатрии и питания в Исследовательском центре детского питания Министерства сельского хозяйства США/ARS Бэйлора.

«Мы фокусируемся на метилировании ДНК — добавлении метильных групп, наиболее стабильной эпигенетической метке. Различия в метилировании ДНК между людьми могут влиять на риск заболеваний».

В 2019 году Уотерленд и его коллеги обнаружили, что геном человека содержит особые области, называемые CoRSIV, — коррелирующие области системных межиндивидуальных вариаций.

При CoRSIV уровни метилирования ДНК различаются у разных людей, но одинаковы в разных тканях каждого человека. Это означает, что метилирование CoRSIV можно измерить в легкодоступных тканях, таких как кровь, что дает информацию об эпигенетической регуляции во внутренних органах, таких как мозг, яичники или печень.

В их более ранней работе сообщалось о почти 10 000 CoRSIV в геноме человека и предполагалось, что изучение этих новых областей является мощным способом раскрыть эпигенетические причины заболеваний. Действительно, CoRSIV уже связаны с различными последствиями для здоровья, включая рак, функцию щитовидной железы, когнитивные функции, диабет 2 типа, расщелину неба, шизофрению, детское ожирение и расстройства аутистического спектра.

В текущем исследовании ученые выяснили, есть ли у крупного рогатого скота CoRSIV. Команда проанализировала данные секвенирования полногеномной ДНК в нескольких тканях каждой из двух коров голштинской породы.

«Разработанный нами алгоритм показал, что у крупного рогатого скота действительно есть CoRSIV», — сказал первый автор Вен-Джоу Чанг, аналитик по биоинформатике в лаборатории Уотерленда. «Еще более интересно то, что мы показали, что CoRSIV крупного рогатого скота имеют общие черты с таковыми у людей, что позволяет предположить, что CoRSIV, вероятно, присутствует и у других млекопитающих. Идет гонка за их обнаружением у других видов, таких как лошади и свиньи».

«Мы подтвердили наши расчетные результаты с помощью лабораторного анализа тканей печени, почек, мозга и крови 20 различных телят голштинской породы, чтобы подтвердить некоторые из CoRSIV, выявленных Вен-Джоу», — сказал Уотерленд, сотрудник Комплексного онкологического центра Дэна Л. Дункана в Бэйлоре. . «Эта независимая проверка придала исследованию большую силу».

Соавтор, доктор Йи Афина Рен, доцент кафедры зоотехники Корнелльского университета, сказала: «В последние десятилетия в животноводстве основное внимание уделялось генетическому отбору для достижения существенных успехов в производстве молока. CoRSIV может предложить новый подход. улучшить выбор характеристик, которые желательны для животноводства, устойчивым способом, который снижает затраты и воздействие на окружающую среду».

«CoRSIV крупного рогатого скота, как и у людей, формируется на раннем этапе жизни и остается стабильным на протяжении всей жизни человека», — сказал Уотерленд.

«У новорождённого крупного рогатого скота закономерности метилирования в подмножествах CoRSIV могут быть в состоянии предсказать будущие показатели. Они могут быть связаны с конкретными желательными признаками, такими как обильное производство молока, высокая плодовитость самок, устойчивость к болезням или даже жароустойчивость, помогая выбирать отдельных телят с характеристиками это приведет к увеличению производительности».

Исследователи показали, что, как и у людей, на установление метилирования ДНК у CoRSIV крупного рогатого скота влияет среда раннего эмбриона.

«Это говорит о том, что корректировка условий культивирования эмбрионов во время вспомогательной репродукции может предоставить возможности для адаптации результатов сельского хозяйства с помощью эпигенетической инженерии», — сказал Рен.

«Помимо помощи в выборе желаемых признаков, CoRSIV могут помочь понять процессы заболевания и индивидуальные различия среди крупного рогатого скота. .»