Génomique: passé, présent et avenir
Nick Boddicker, Ph.D.
nboddicker@genesus.com
La génomique est souvent un point de discussion lorsque les producteurs de porcs parlent de la génétique et, de façon compréhensible, la génomique a promis d'excellentes améliorations dans l'industrie porcine. Les producteurs veulent savoir si la société d'élevage avec laquelle ils travaillent utilise la technologie la plus avancée afin de maximiser les bénéfices. La plupart, sinon la totalité, des grandes sociétés de génétique utilisent la génomique d'une certaine façon, y compris Genesus. Beaucoup d'articles techniques que nous publions concernent la génomique ou les projets qui ont une composante génomique. Mais qu'en est-il de la grande image? La génomique est-elle tout ce qu'il a été prédit? L'industrie a-t-elle bénéficié de la génomique?
Le génome du porc (génétique totale du cochon) a été officiellement publié dans 2009 et a été publié dans 2012 (Groenen et al., 2012). Le génome des porcs est constitué de paires de chromosomes 19 dont 1 est la paire chromosomique sexuelle et est d'environ 2.7 milliards de paires de bases en longueur, ce qui est similaire au génome humain 3 milliard de paires de bases (Bates, 2010). La figure à droite représente les paires de bases dans le chromosome. La majorité de ces paires de bases ne sont pas informatives car elles sont identiques chez tous les porcs, mais pas tous. Les paires de bases qui varient de cochon à porc sont appelées SNP, ou des polymorphismes à un seul nucléotide. La première puce SNP disponible dans le commerce contenait des SNP de ~ 60,000. Pour les dernières années 6 ou 7, ces SNP 60,000 ont été utilisés pour identifier les loci de traits quantitatifs (QTL), qui sont des régions du génome qui sont associées à la variation d'un phénotype mais ne provoquent pas nécessairement la variation d'un phénotype. Ces QTL sont généralement à proximité immédiate du gène qui provoque la variation phénotypique.
Avant la sortie du génome du porc et de la puce SNP disponible dans le commerce, une moyenne de 370 QTL a été publiée par an. Une fois que le génome a été libéré, une moyenne de 1,350 QTL a été publiée par année, ou 3.6 fois plus par an avant la libération du génome (animalgenome.org). Ces résultats ont abouti à une multitude de connaissances sur les gènes ou QTL qui ont une incidence sur l'économie. Voici un graphique du nombre de QTL rapporté par année depuis 2000.
L'information génomique a le plus grand impact sur la réponse à la sélection pour les traits qui ne peuvent être recueillis sur les candidats sélectionnés (carcasse et qualité de la viande, difficiles à mesurer (liés à la santé) et traits héréditaires humbles (performance reproductive). Voici un résumé du nombre total de la QTL par classe de trait qui a été signalée à la fin de 2014. Environ 72% du QTL signalé ont été dans les classes de traits de la qualité de la carcasse et de la viande et de la santé. Cela ne signifie pas que tous ces QTL sont utilisés dans le cadre de la l'industrie porcine, mais clairement beaucoup de recherches ont porté sur l'identification de QTL qui sont associées à ces traits difficiles à sélectionner dans le noyau. De là, il appartient à chaque entreprise d'élevage de valider la présence de ces QTL au sein de leur population avant de les utiliser pour la sélection génomique.
La recherche a montré que la génomique peut augmenter le taux de gain génétique par 10 à 43% pour différents caractères (Dekkers, 2007). Cependant, l'industrie porcine dans son ensemble a tardé à intégrer l'information génomique par rapport à l'industrie laitière. L'une des principales raisons est que les animaux commerciaux sont croisés et que les animaux noirs sont typiquement purs. Par conséquent, il existe une déconnexion entre les performances de race pure et les performances croisées. La génomique peut combler l'écart si l'entreprise de reproduction a accès à des informations génomiques et phénotypiques d'animaux croisés.
Ce qui précède a fourni un aperçu de la génomique à ce jour et où nous sommes actuellement dans l'industrie porcine. Mais où l'industrie va-t-elle dans le futur avec la génomique? La première zone clé est une augmentation du nombre de SNP sur une puce SNP. Les panneaux de densité plus petite, par exemple la puce SNN 60,000, ne capturent pas toutes les variances génétiques présentes dans une population, ce qui signifie que des informations importantes dans le génome peuvent ne pas être totalement capturées ou capturées du tout. Un peu plus de 1 il y a un an, un nouveau panneau a été publié qui contenait ~ SNN 80,000. Des recherches sont menées avec ce nouveau panel et la recherche précoce de Genesus donne des résultats prometteurs; peut-être mieux que la puce 60,000 SNP originale. Le plus récent panneau qui a été développé est la puce 600,000 SNP. Genesus est l'une des premières, sinon la première, société de génétique des porcs à utiliser cette nouvelle puce et les résultats seront disponibles dans les mois à venir. Le plus grand nombre de SNP est le séquençage du génome entier, ou tous les 2.7 milliards de paires de bases et Genesus a déjà séquencé certains animaux dans sa population. Il est difficile d'apprécier la quantité massive de données que le séquençage produit, mais la puissance informatique requise pour gérer cette quantité de données est importante.
D'autres domaines émergents de recherche qui sont devenus importants depuis la publication du génome porcin incluent la nutrigénomique, l'épigénétique et le médicament "porc personnalisé". Non seulement les généticiens utilisent la génomique, mais les nutritionnistes font des recherches sur l'effet de la nutrition sur l'expression des gènes, ce qui se traduit par des différences de performance. «Une certaine composante nutritionnelle dans le régime modifie-t-elle l'expression d'un gène de manière bénéfique?» Est une des questions que les nutrigénomiques peuvent répondre. Un exemple d'épigénétique est l'effet de la mère sur sa progéniture dans l'utérus. «Est-ce que l'environnement dans lequel se trouve la mère pendant la gestation a un effet sur la performance de la progéniture?» Est l'une des questions posées par l'épigénétique. Et enfin, les entreprises de vaccination utilisent de la génomique pour identifier les vaccins qui sont plus bénéfiques si une population d'animaux possède une certaine composition génétique.
De toute évidence, la génomique a bénéficié à l'industrie porcine dans son ensemble, mais nous n'avons que touché la pointe de l'iceberg. La libération du génome des porcs a ouvert les portes à de nombreux domaines de recherche qui n'étaient pas possibles auparavant. C'est un moment passionnant pour être dans l'industrie porcine et en tant que chercheur et généticien, c'est un moment passionnant pour travailler dans l'industrie de la génétique des porcs afin d'effectuer des recherches de pointe en utilisant la technologie la plus avancée afin de maximiser les bénéfices pour nos producteurs et les clients.
Références:- Site et base de données de Animal Genomics. Animalgenome.org.
- Bates, Ronald. 2010. Sortie du génome de porc! 2010 Conférence nationale sur l'extension des porcs de la Commission du porc.
- Dekkers, JCM. 2007. Choix assisté par marqueur pour les performances de croisement commercial. Journal of Animal Science. 85: 2104-2114.
- Groenen, MA, Archibals, AL, et al. 2012. Les analyses de génomes de porcs donnent un aperçu de la démographie et de l'évolution du porc. Nature 491: 393-398.
Catégorisé dans: Tech mondial
Cette publication a été écrite par Genesus