Genomika: przeszłość, teraźniejszość i przyszłość
Nick Boddicker, Ph.D.
nboddicker@genesus.com
Genomika jest często punktem dyskusyjnym, gdy producenci trzody chlewnej mówią o genetyce i zrozumiałe, ponieważ genomika obiecała wielką poprawę w przemyśle trzody chlewnej. Producenci chcą wiedzieć, czy firma hodowlana, z którą pracuje, korzysta z najbardziej zaawansowanych technologii w celu maksymalizacji zysków. Większość, jeśli nie wszystkie, głównych firm genetyki w jakikolwiek sposób wykorzystuje genomik, w tym Genesus. Wiele opublikowanych artykułów technicznych dotyczy genomiki lub projektów mających składową genomową. Ale co z dużym obrazem? Czy genomika jest czymś, co zostało podekscytowane? Czy przemysł korzystał z genomiki?
Genotyp świń (genetyczny składnik świń) został oficjalnie opublikowany w 2009 i opublikowany w 2012 (Groenen i in., 2012). Genom świń składa się z par 19 chromosomów, których 1 jest parą chromosomów płci i wynosi około 2.7 miliardów par zasad, co jest podobne do genomu ludzkiego ludzkiego (Bates, 3) o długości 2010 miliarda baz. Figura po prawej ukazuje pary zasad w chromosomie. Większość tych par zasad jest mało informacyjna, ponieważ są takie same we wszystkich świniach, ale nie wszystkie. Pary zasad, które różnią się od świń do świń nazywane są SNP lub polimorfizmami pojedynczego nukleotydu. Pierwszy komercyjnie dostępny chip SNP zawierał ~ 60,000 SNP. W ciągu ostatnich 6 lub 7 te 60,000 SNP zostały wykorzystane do identyfikacji ilościowych loci cech (QTL), które są regionami genomu, które są związane z odmianą fenotypu, ale niekoniecznie powodują zmianę fenotypu. Te QTL znajdują się zazwyczaj w pobliżu genu, który powoduje zmianę fenotypową.
Przed uwolnieniem genomu świń i komercyjnie dostępnym chipem SNP średnio 370 QTL wydawano rocznie. Po wydaniu genomu wydawano średnio 1,350 QTL rocznie, lub 3.6 razy więcej rocznie, a następnie przed wydaniem genomu (animalgenome.org). Te wyniki doprowadziły do bogatej wiedzy na temat genów lub QTL, które mają wpływ na znaczenie ekonomiczne. Poniżej znajduje się wykres liczby zgłoszonych QTL rocznie od 2000.
Informacje o genomie mają największy wpływ na odpowiedź na selekcję cech, które nie mogą być gromadzone na kandydatach do selekcji (tusza i jakość mięsa, trudne do zmierzenia (zdrowotne) i cechy dziedziczne o małej liczbie odzwierzęcych (wydajność reprodukcyjna). QTL według klasy cech, która została zgłoszona pod koniec 2014.Około 72% raportowanej QTL znajdowało się w klasach cechy tuszy i jakości mięsa i zdrowia. Nie oznacza to, że wszystkie te QTL są wykorzystywane w ale oczywiście wiele badań poszerzyło się o identyfikację QTL, która jest związana z tymi cechami, które są trudne do wybrania w jądrze. Od tej chwili każda firma hodowlana ma sprawdzać obecność tych QTL w swoich populacjach przed użyciem ich do wyboru genomu.
Badania wykazały, że genomika może zwiększyć szybkość wzrostu genetycznego o 10 do 43% dla różnych cech (Dekkers, 2007). Jednakże przemysł trzody chlewnej jako całość powoli wprowadzał informacje o genomie w porównaniu do przemysłu mleczarskiego. Jednym z głównych powodów jest to, że zwierzęta komercyjne są mieszańcami, a zwierzęta jądrowe są zazwyczaj czyste. W związku z tym istnieje rozbieżność pomiędzy wynikami czystej krwi a wynikami hodowli bydła. Genomika może zmniejszyć lukę, jeśli firma hodowlana ma dostęp do informacji genomowych i fenotypowych zwierząt hodowlanych.
Powyższe dane przedstawiają genomikę do tej pory i gdzie aktualnie stoimy w branży świń. Ale gdzie jest branża w przyszłości z genomiką? Pierwszym ważnym obszarem jest zwiększenie liczby SNP na chipie SNP. Płyty o małej gęstości, np. Chip 60,000 SNP, nie przechwytują wszystkich różnic genetycznych obecnych w populacji, co oznacza, że ważne informacje w genomie mogą nie zostać w pełni przechwycone, ani w ogóle przechwycone. Nieco ponad 1 rok temu wydano nowy panel zawierający ~ 80,000 SNP. Badania są prowadzone z nowym panelem, a wczesne badania Genesus przynoszą obiecujące wyniki; prawdopodobnie lepiej niż oryginalny chip 60,000 SNP. Najnowszym panelem, który został opracowany, jest chip 600,000 SNP. Genesus jest jedną z pierwszych, jeśli nie pierwszą, firmą zajmującą się genetykami świń, która wykorzysta ten nowy chip, a wyniki będą dostępne w nadchodzących miesiącach. Największa liczba SNP jest sekwencjonowaniem całego genomu lub każda 2.7 miliardów par zasad i Genesus już zsekwencjonowała niektóre zwierzęta w swojej populacji. Trudno jest docenić ogromną ilość danych, które powodują sekwencjonowanie wydajności, ale moc komputera, która jest niezbędna do obsługi tej ilości danych jest znaczna.
Inne pojawiające się obszary badań, które stały się ważne po wydaniu genomu świń, obejmują nutrigenomikę, epigenetykę i "spersonalizowaną świń". Nie tylko genetycy wykorzystują genomikę, dietetyk prowadzi badania nad wpływem odżywiania na ekspresję genów, co przekłada się na różnice w wydajności. "Czy jakiś składnik odżywczy w diecie zmienia sposób ekspresji genu w korzystny sposób?" Jest jednym z pytań, na które nutrigenomika może odpowiedzieć. Przykładem epigenetyki jest wpływ matki na potomstwo u matki. "Czy środowisko, które matka jest w czasie ciąży, wpływa na wyniki potomków?", Jest jednym z pytań udzielonych przez epigenetykę. I wreszcie firmy szczepionek wykorzystują genomikę do identyfikowania szczepionek, które są korzystniejsze, jeśli populacja zwierząt ma pewien genetyczny skład.
Oczywiście genomika przyniosła korzyści całej branży trzody chlewnej, ale dotknęliśmy tylko wierzchołka góry lodowej. Uwolnienie genomu świń otworzyło drzwi do wielu dziedzin badań, których nie było możliwe wcześniej. To ekscytujący czas, aby być w przemyśle trzody chlewnej, a jako naukowiec i genetyk jest to ekscytujący czas pracy w branży genetyki świń w celu przeprowadzenia najnowocześniejszych badań przy użyciu najbardziej zaawansowanych technologii w celu maksymalizacji zysków dla naszych producentów i klienci.
Referencje:- Witryna i baza danych Animal Genomics. Animalgenome.org.
- Bates, Ronald. 2010. Uwolnienie genomu świni! 2010 Krajowa Konferencja Konserwacji Świń na Zimowych Targach Wieprzowych
- Dekkers, JCM. 2007. Marker wspomagany selekcjonowanie wyników handlowych pasze. Journal of Animal Science. 85: 2104-2114.
- Groenen, MA, Archibals, AL, i in. 2012. Analizy genomów świń zapewniają wiedzę o demografii świń i ich ewolucji. Natura 491: 393-398.
Kategorie: Global Tech
Ten wpis został napisany przez Genesusa