장내 미생물군유전체 및 질병 회복력의 숙주 유전학

작성자: Chad Bierman, PhD, Geneticist, Genesus Inc.

수익성은 돼지 생산의 다양한 구성 요소에 의해 좌우됩니다. 양돈 사업에서 판매된 완전 가치 돼지의 수가 수익성에 영향을 미치는 가장 큰 요인일 수 있다고 제안되었습니다(Boyd, 2012).

돼지 폐사율은 판매되는 돼지 수에 큰 영향을 미치며, 돼지 질병은 돼지 폐사율뿐만 아니라 돼지 품질에도 중요한 역할을 합니다. 추가 연구에서는 돼지 생산의 질병이 계속해서 생산량을 줄이고 수익성을 감소시킨다는 데 동의합니다(VanderWaal and Deen, 2018).

치료는 비싸고 백신은 100% 효과적이지 않습니다. 그러면 돼지가 질병 도전에 대한 회복력에 대해 더 높은 유전적 장점을 보유하고 영향을 덜 받거나 질병으로 인한 감염으로부터 더 빨리 회복하는 것이 유익한 것처럼 보일 것입니다. 질병의 경제적 영향은 높으며(Cornelison et al., 2018), 돼지 사육 목표에 회복력 측정 기준을 도입하면 생산자 이익이 증가할 것입니다.

질병 회복력에 영향을 미칠 수 있는 기회는 돼지 장내 미생물군집이라고도 하는 돼지 장내 미생물 군집을 연구하는 데 있습니다. Kamada와 동료들(2013)이 검토한 바와 같이 장내 미생물군집, 돼지 자체, 장내 환경 간에 유익한 관계의 복잡한 네트워크가 존재합니다. 이 네트워크는 이제 막 탐색을 시작했습니다.

외부 요인은 존재하는 미생물 개체군의 유형과 크기에 영향을 미칠 수 있으며, 이러한 요인은 관계가 불균형하면 이들 중 하나의 적합성을 변경할 수 있습니다. 예를 들어, 변경된 영양 및 항생제 투여는 미생물 네트워크를 뒤엎을 수 있고 한때 유익한 박테리아에 의해 균형을 이루던 환경에서 유해한 병원체에 의해 장내 군집을 유발할 수 있습니다. 따라서 미생물이 돼지의 건강과 웰빙에 어떻게 기여하는지에 대한 추가 이해는 질병 문제를 퇴치하는 데 도움이 됩니다.

미생물군집과 관련된 한 가지 관심 분야는 미생물군집 구성에 대한 숙주(돼지) 유전적 제어를 정량화하고 구성과 질병 회복력 간의 관계를 식별하는 것입니다. 이전 연구에서는 존재하는 박테리아의 유형과 풍부함 사이의 변화를 확인했습니다.

• Estelle과 동료들(2014)은 속 유형에 따라 매우 낮음(0.0)에서 매우 높음(0.82)에 이르는 개인 간의 특정 박테리아 유형 풍부에 대한 유전 요소를 확인했습니다. XNUMX이 아닌 유전 가능성 추정치는 돼지의 유전자가 실제로 미생물군집 구성에 역할을 한다는 것을 암시합니다.
• 나중에 Chen과 동료들(2018)에 의해 독립적인 추정이 보고될 것이며, 박테리아 풍부도에 대한 유전 추정치는 0.56까지입니다.
• 또한 Estelle의 그룹은 특정 속 유형 간의 강력한 유전적 상관 관계를 확인하여 이들 사이의 공생 관계를 제안했습니다.
• 성능에 대한 미생물의 영향에 대한 추가 증거는 질내 미생물군집이 숙주 유전학보다 생식 성능(이유 전 사망률 및 이유자돈 수)에 더 큰 영향을 미칠 수 있음을 시사합니다(Sanglard et al., 2000).

종합하면, 이러한 발견은 표현형을 형성하는 미생물군유전체의 잠재적인 중요성과 미생물군유전체 구성에서 숙주(돼지)의 유전적 역할을 시사합니다.

장내 미생물 구성에서 숙주 유전학이 역할을 한다는 증거와 관련하여 다음 단계는 돼지 건강과 생산성에 유리한 미생물군집 구성에 대한 유전적 선택을 고려하는 것입니다.

존재하는 미생물군의 유형과 유전적으로 상관관계가 있는 혈액 구성에서 측정된 면역 특성에 대한 초기 증거가 있습니다(Estelle et al., 2014).

미생물군집은 또한 백신 반응 효율에 영향을 미치는 것과 관련이 있습니다. 개별적인 유전적 변이는 지리적으로 분리된 인간 집단뿐만 아니라 인간과 쥐 집단에서 문서화되었습니다(Lynn and Pulendran 2017). 최근의 돼지 사례는 또한 백신 효능에 대한 장내 미생물군유전체의 영향을 가정했는데(Munyaka et al., 2020), 여기서 그들은 Mycoplasma hyopneumoniae 백신 반응을 예방접종 전 미생물군집 구성에 연결할 때 표현형 관계를 확인했습니다. 그들의 발견에서 특정 속 유형이 풍부하면 다른 유형보다 백신 결과를 더 잘 예측할 수 있습니다.

돼지 장내 미생물군집에 대한 숙주 유전적 영향에 대한 증거와 함께 이러한 결과는 유리한 돼지 장내 미생물군유전체에 대한 유전적 선택을 통해 자연 질병 회복력을 더욱 향상시킬 수 있는 진정한 기회를 제안합니다.

Genesus는 2014년 Genome Canada 대규모 응용 연구 프로젝트에 참여하여 이 검색에 참여했습니다. 현재까지의 마이크로바이옴 연구와 관련하여 어린 돼지에 대한 마이크로바이옴 측정은 잠재적으로 면역 및 잠재적인 질병 감수성과 관련된 백신 반응 결과를 예측할 수 있습니다.

분류 : 주요 뉴스, 글로벌 테크

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