Genomics: อดีตปัจจุบันและอนาคต
Nick Boddicker, Ph.D.
nboddicker@genesus.com
Genomics มักเป็นประเด็นการอภิปรายเมื่อผู้ผลิตหมูกำลังพูดถึงพันธุกรรมและเข้าใจได้ง่ายเนื่องจากจีโนมิกได้สัญญาว่าจะปรับปรุงอุตสาหกรรมสุกรให้ดีขึ้น ผู้ผลิตต้องการทราบว่า บริษัท เพาะพันธุ์ที่พวกเขากำลังทำงานอยู่หรือไม่กำลังใช้เทคโนโลยีขั้นสูงสุดเพื่อเพิ่มผลกำไร ส่วนใหญ่ถ้าไม่ใช่ทั้งหมดของ บริษัท พันธุศาสตร์ที่สำคัญกำลังใช้จีโนมในทางใดทางหนึ่งรวมทั้ง Genesus หลายบทความทางเทคนิคที่เราเผยแพร่เกี่ยวข้องกับจีโนมหรือโครงการที่มีส่วนประกอบเกี่ยวกับจีโนม แต่สิ่งที่เกี่ยวกับภาพใหญ่? ยีนเป็นทุกอย่างที่ได้รับ hyped ขึ้นเพื่อเป็น? อุตสาหกรรมมีประโยชน์จากจีโนม?
จีโนมของสุกร (พันธุกรรมรวมสร้างขึ้นจากสุกร) ได้รับการปล่อยตัวอย่างเป็นทางการใน 2009 และเผยแพร่ใน 2012 (Groenen et al., 2012) โครโมโซมประกอบด้วยโครโมโซม 19 ซึ่ง 1 เป็นคู่เพศโครโมโซมเพศเดียวกันและมีความยาวประมาณ 2.7 พันล้านคู่เบสซึ่งคล้ายคลึงกับจีโนมมนุษย์ของ 3 พันล้านคู่เบส (Bates, 2010) รูปด้านขวาแสดงคู่พื้นฐานในโครโมโซม ส่วนใหญ่ของคู่พื้นฐานเหล่านี้ไม่มีข้อมูลเพราะเหมือนกันกับสุกรทั้งหมด แต่ไม่ใช่ทั้งหมด คู่เบสที่แตกต่างจากหมูกับสุกรเรียกว่า SNPs หรือความหลากหลายของเบื่อหน่ายเดี่ยว ชิป SNP ที่มีจำหน่ายในท้องตลาดแรกมี ~ SNNs 60,000 สำหรับ 6 หรือ 7 ที่ผ่านมา 60,000 SNP เหล่านี้ถูกใช้เพื่อระบุตำแหน่งเชิงปริมาณ (QTL) ซึ่งเป็นภูมิภาคในจีโนมที่เกี่ยวข้องกับรูปแบบของฟีโนไทป์ แต่ไม่จำเป็นต้องทำให้เกิดการแปรผันของฟีโนไทป์ QTL เหล่านี้มักอยู่ในบริเวณใกล้เคียงกับยีนที่เป็นสาเหตุของความแปรปรวนแบบฟีโนไทป์
ก่อนที่จะมีการปล่อยจีโนมของสุกรและชิป SNP ในเชิงพาณิชย์ค่าเฉลี่ยของ 370 QTL ถูกตีพิมพ์ต่อปี หลังจากที่จีโนมได้รับการปล่อยตัวค่าเฉลี่ยของ 1,350 QTL ได้รับการเผยแพร่ต่อปีหรือประมาณ 3.6 ต่อปีก่อนที่จะมีการเผยแพร่จีโนม (animalgenome.org) ผลลัพธ์เหล่านี้นำไปสู่ความมั่งคั่งของความรู้เกี่ยวกับยีนหรือ QTL ที่ส่งผลต่อความสำคัญทางเศรษฐกิจ ด้านล่างคือกราฟของจำนวน QTL ที่รายงานต่อปีนับตั้งแต่ 2000
ข้อมูลเกี่ยวกับจีโนมมีผลกระทบมากที่สุดในการตอบสนองต่อการเลือกลักษณะที่ไม่สามารถรวบรวมได้ในผู้สมัครที่ได้รับคัดเลือก (ซากและคุณภาพเนื้อสัตว์ยากที่จะวัด (สุขภาพ) และลักษณะทางพันธุกรรมที่ต่ำต้อย (ประสิทธิภาพการสืบพันธุ์) ด้านล่างนี้เป็นบทสรุปของจำนวนทั้งหมด ของ QTL ตามคลาสของลักษณะที่ได้รับรายงานเมื่อสิ้นสุด 2014 ประมาณ 72% ของ QTL ที่รายงานมีอยู่ในลักษณะของซากและคุณภาพเนื้อสัตว์และสุขภาพซึ่งไม่ได้หมายความว่า QTL ทั้งหมดเหล่านี้ถูกนำมาใช้ภายใน อุตสาหกรรมสุกร แต่ชัดเจนมากของการวิจัยได้หายไปในการระบุ QTL ที่เกี่ยวข้องกับลักษณะเหล่านี้ที่ยากที่จะเลือกในนิวเคลียสจากที่นี่ก็ขึ้นอยู่กับแต่ละ บริษัท เพาะพันธุ์เพื่อตรวจสอบการปรากฏตัวของ QTL เหล่านี้ภายในประชากรของพวกเขา ก่อนที่จะใช้พวกเขาสำหรับการเลือกจีโนม
การวิจัยแสดงให้เห็นว่าจีโนมสามารถเพิ่มอัตราการเพิ่มทางพันธุกรรมได้ถึง 10 ถึงร้อยละ 43 สำหรับลักษณะต่างๆ (Dekkers, 2007) อย่างไรก็ตามอุตสาหกรรมสุกรโดยรวมมีการใช้ข้อมูลจีโนมิกอย่างช้าๆเมื่อเทียบกับอุตสาหกรรมนม เหตุผลหลักประการหนึ่งก็คือเนื่องจากสัตว์ในเชิงพาณิชย์เป็นสัตว์ที่มีลูกผสมและสัตว์ที่เป็นนิวเคลียสมักบริสุทธิ์ ดังนั้นจึงมีการตัดการเชื่อมต่อระหว่างประสิทธิภาพของสายพันธุ์แท้และประสิทธิภาพของลูกผสม จีโนมิกสามารถลดช่องว่างได้หาก บริษัท พันธุ์สัตว์สามารถเข้าถึงข้อมูลเกี่ยวกับจีโนมและฟีโนไทป์ของสัตว์เนื้อที่ผสมได้
ด้านบนได้ให้ภาพรวมของจีโนมจนถึงวันที่และปัจจุบันเรากำลังยืนอยู่ในอุตสาหกรรมสุกร แต่อุตสาหกรรมที่กำลังจะมาถึงในอนาคตมีอะไรบ้าง? พื้นที่แรกที่สำคัญคือการเพิ่มจำนวน SNP ในชิป SNP แผงความหนาแน่นที่เล็กกว่าเช่นชิพ 60,000 SNP ไม่สามารถจับภาพความแปรปรวนทางพันธุกรรมทั้งหมดภายในประชากรได้ซึ่งหมายความว่าข้อมูลที่สำคัญภายในจีโนมอาจไม่สามารถจับภาพได้อย่างเต็มที่หรือถูกจับได้ทั้งหมด น้อยกว่า 1 ปีที่ผ่านมามีการเปิดตัวแผงควบคุมใหม่ที่มี ~ SNMPs 80,000 การวิจัยกำลังดำเนินการกับแผงใหม่นี้และการวิจัย Genesus ต้นจะให้ผลลัพธ์ที่น่าพอใจ อาจดีกว่าชิพ 60,000 SNP เดิม แผงใหม่ล่าสุดที่ได้รับการพัฒนาคือชิป 600,000 SNP Genesus เป็นหนึ่งใน บริษัท ด้านพันธุกรรมสุกรรายแรกที่ไม่ใช่ บริษัท แรกที่ใช้ชิปตัวใหม่นี้และผลลัพธ์จะมีขึ้นในอีกหลายปีข้างหน้า จำนวนมากที่สุดของ SNP คือลำดับจีโนมทั้งหมดหรือทั้งหมด 2.7 พันล้านคู่ฐานและ Genesus ได้จัดลำดับแล้วสัตว์บางชนิดภายในประชากรของตน ยากที่จะขอบคุณข้อมูลจำนวนมหาศาลที่ทำให้ผลตอบแทนตามลำดับ แต่กำลังใช้งานคอมพิวเตอร์ซึ่งจำเป็นต่อการจัดการกับจำนวนข้อมูลนั้นเป็นจำนวนมาก
พื้นที่ที่เกิดขึ้นใหม่อื่น ๆ ของการวิจัยที่มีความสำคัญตั้งแต่การเปิดตัวของจีโนมของสุกรรวมถึง nutrigenomics, epigenetics และ "หมูส่วนตัว" นักโภชนาการกำลังทำวิจัยเกี่ยวกับผลกระทบที่โภชนาการมีต่อการแสดงออกของยีนซึ่งแปลความแตกต่างของสมรรถนะ "องค์ประกอบทางโภชนาการบางอย่างในอาหารเปลี่ยนการแสดงออกของยีนในลักษณะที่เป็นประโยชน์หรือไม่" เป็นคำถามหนึ่งที่ nutrigenomics สามารถตอบได้ ตัวอย่างของ epigenetics เป็นผลที่แม่มีต่อลูกหลานของเธอในครรภ์ "สภาพแวดล้อมที่มารดาอยู่ในช่วงตั้งครรภ์มีผลต่อสมรรถภาพลูกหลานหรือไม่?" เป็นคำถามหนึ่งที่ตอบผ่าน epigenetics และในที่สุด บริษัท ผลิตวัคซีนใช้จีโนมิกเพื่อระบุวัคซีนที่เป็นประโยชน์มากขึ้นหากจำนวนสัตว์มีลักษณะทางพันธุกรรมบางอย่าง
genomics ชัดเจนได้รับประโยชน์อุตสาหกรรมสุกรโดยรวม แต่เราได้สัมผัสเฉพาะปลายของภูเขาน้ำแข็ง การเปิดตัวของจีโนมของสุกรได้เปิดประตูสู่หลายพื้นที่ของการวิจัยซึ่งเป็นไปไม่ได้มาก่อน เป็นเวลาที่น่าตื่นเต้นในอุตสาหกรรมสุกรและในฐานะนักวิจัยและนักพันธุศาสตร์เป็นเวลาที่น่าตื่นเต้นในการทำงานในธุรกิจพันธุกรรมสุกรเพื่อที่จะทำการวิจัยที่ทันสมัยโดยใช้เทคโนโลยีขั้นสูงสุดเพื่อเพิ่มผลกำไรให้กับผู้ผลิตของเราและ ลูกค้า
อ้างอิง:- เว็บไซต์และฐานข้อมูลสัตว์ Animalgenome.org
- Bates, Ronald 2010 เผยแพร่ Gen หมู! 2010 หมูแห่งชาติประชุมคณะกรรมการบริการสุกรในสุกร
- Dekkers, JCM 2007 การคัดเลือก Marker-assisted สำหรับการทำลูกผสมระหว่างลูกผสม วารสารสัตวศาสตร์ 85: 2104 2114-
- Groenen, MA, Archibals, อัล, et al. 2012 การวิเคราะห์จีโนมของสุกรให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับประชากรและวิวัฒนาการของสุกร ธรรมชาติ 491: 393-398
จัดหมวดหมู่: Global Tech
โพสต์นี้เขียนขึ้นโดย Genesus