Genomics: Past, Present, and Future
Nick Boddicker, Ph.D.
nboddicker@genesus.com
Ang mga genomics ay madalas na isang talakayan point kapag ang mga baboy producer ay pakikipag-usap tungkol sa genetika, at understandably kaya dahil genomics ay ipinangako ng mahusay na mga pagpapabuti sa baboy industriya. Nais malaman ng mga producer kung ang kumpanya ng pag-aanak na kanilang ginagawa ay gumagamit ng pinaka-advanced na teknolohiya upang mapakinabangan ang kita. Karamihan, kung hindi lahat, ng mga pangunahing kumpanya ng genetika ay gumagamit ng genomics sa ilang paraan, kabilang ang Genesus. Marami sa mga teknikal na artikulo na inilathala namin ay tumutukoy sa genomics o mga proyekto na may bahagi ng genomics. Ngunit ano ang tungkol sa malaking larawan? Ay genomics lahat ng bagay na ito ay hyped hanggang sa maging? Nakikinabang ba ang industriya mula sa genomics?
Ang baboy genome (kabuuang genetic na bumubuo sa baboy) ay opisyal na inilabas sa 2009 at na-publish sa 2012 (Groenen et al., 2012). Ang baboy genome ay binubuo ng mga pares ng 19 ng chromosomes, 1 na kung saan ay ang pares ng sex chromosomal, at humigit-kumulang na 2.7 bilyon base pares ang haba, na katulad ng 3 bilyon base pares ng human genome (Bates, 2010). Ang figure sa kanan ay nagpapakita ng mga base base sa kromosoma. Ang karamihan ng mga base pair na ito ay hindi mapagtanto dahil sila ay pareho sa lahat ng mga pigs, ngunit hindi lahat. Ang mga base na pares na naiiba sa baboy sa baboy ay tinatawag na SNPs, o solong polymorphisms ng nucleotide. Ang unang komersyal na available na SNP chip ay naglalaman ng ~ 60,000 SNPs. Para sa nakaraang 6 o 7 na taon, ang mga 60,000 SNP na ito ay ginagamit upang matukoy ang dami ng trait loci (QTL), na mga rehiyon sa genome na nauugnay sa pagkakaiba-iba sa isang phenotype ngunit hindi kinakailangang maging sanhi ng pagkakaiba-iba sa isang phenotype. Ang mga QTL ay kadalasang malapit sa gene na nagiging sanhi ng pagkakaiba-iba ng phenotypic.
Bago ang pagpapalabas ng genome ng baboy at ng komersyal na magagamit na SNP chip, isang average ng 370 QTL ang inilathala bawat taon. Matapos mapalabas ang genome, ang isang average ng 1,350 QTL ay nai-publish bawat taon, o 3.6 beses nang higit pa bawat taon pagkatapos bago ilabas ang genome (animalgenome.org). Ang mga resulta ay humantong sa isang kayamanan ng kaalaman tungkol sa mga genes o QTL na nakakaapekto sa mahahalagang ekonomiya. Nasa ibaba ang isang graph ng bilang ng QTL na iniulat kada taon simula 2000.
Ang genomic na impormasyon ay ang pinakamalaking epekto sa tugon sa pagpili para sa mga katangian na hindi maaaring makolekta sa mga kandidatong pinili (kalidad ng karne at karne, mahirap na sukatin (mga kaugnay sa kalusugan), at mababa ang mga katangian ng reproduktibo (reproductive performance). Sa ibaba ay isang buod ng kabuuang bilang ng QTL sa pamamagitan ng trait class na iniulat sa dulo ng 2014. Humigit-kumulang 72% ng iniulat na QTL ay nasa mga uri ng trait ng bangkay at kalidad ng karne at kalusugan. Hindi ito nangangahulugan na ang lahat ng mga QTL ay ginagamit sa loob ng baboy industriya, ngunit malinaw na maraming pananaliksik ay nawala sa pagtukoy ng QTL na nauugnay sa mga katangiang ito na mahirap piliin sa nucleus. Mula dito, nakasalalay sa bawat kumpanya sa pag-aanak upang patunayan ang pagkakaroon ng mga QTL sa kanilang populasyon bago gamitin ang mga ito para sa pagpili ng genomic.
Ipinakita ng pananaliksik na maaaring mapataas ng genomics ang rate ng genetic gain ng 10 sa 43% para sa iba't ibang katangian (Dekkers, 2007). Gayunpaman, ang industriya ng baboy bilang isang buo ay mabagal na isama ang genomic na impormasyon kumpara sa industriya ng pagawaan ng gatas. Ang isa sa mga pangunahing dahilan ay dahil ang mga komersyal na hayop ay mga crossbred at ang mga hayop ng nucleus ay karaniwang dalisay. Samakatuwid, mayroong isang disconnect sa pagitan ng purebred pagganap at crossbred pagganap. Ang mga genomics ay maaaring tulay ang agwat kung ang pag-aanak ng kumpanya ay may access sa genomic at phenotypic impormasyon ng mga crossbred hayop.
Ang itaas ay nagbigay ng isang snapshot ng genomics sa petsa at kung saan kami ay kasalukuyang tumayo sa industriya ng baboy. Ngunit kung saan ay ang industriya ng pagpunta sa hinaharap na may genomics? Ang unang pangunahing lugar ay isang pagtaas sa bilang ng mga SNP sa isang SNP Chip. Ang mas maliit na mga panel ng densidad, halimbawa ang 60,000 SNP chip, ay hindi nakukuha ang lahat ng genetic variance na naroroon sa loob ng isang populasyon, na nangangahulugan ng mahalagang impormasyon sa loob ng genome ay hindi maaaring ganap na makuha, o mahuli sa lahat. Kaunting mahigit sa 1 taon na ang nakalipas, isang bagong panel ang inilabas na naglalaman ng ~ 80,000 SNPs. Ang pananaliksik ay isinasagawa sa bagong panel na ito at ang maagang pag-aaral ng Genesus ay nagbibigay ng maaasahang mga resulta; marahil ay mas mahusay kaysa sa orihinal na 60,000 SNP chip. Ang pinakabago na panel na binuo ay ang 600,000 SNP chip. Ang Genesus ay isa sa mga unang, kung hindi ang unang, baboy genetics kumpanya upang magamit ang bagong maliit na tilad at mga resulta ay magagamit sa mga buwan na darating. Ang pinakamalaking bilang ng mga SNP ay ang pagkakasunud-sunod ng buong genome, o lahat ng 2.7 bilyon base na pares at ang Genesus ay sumunod na ang ilang mga hayop sa loob ng populasyon nito. Mahirap pahalagahan ang napakalaking dami ng data na nagbubunga ng mga panukala, ngunit ang lakas ng computer na kinakailangan upang mahawakan ang dami ng data ay matibay.
Ang iba pang mga umuusbong na lugar ng pananaliksik na naging mahalaga simula nang ilabas ang baboy genome ay ang nutrigenomics, epigenetics, at "personalized na baboy" na gamot. Hindi lamang ang mga geneticists na gumagamit ng genomics, ang nutrisyonista ay gumagawa ng pananaliksik sa epekto na ang nutrisyon ay may pagpapahayag ng mga genes, na nagsasalaysay sa pagkakaiba sa pagganap. "Ang isang tiyak na nutritional component sa pagkain ay nagbabago sa pagpapahayag ng isang gene sa isang kapaki-pakinabang na paraan?" Ay isa sa mga tanong na maaaring matutungin ng nutrigenomics. Ang isang halimbawa ng epigenetics ay ang epekto ng ina sa kanyang mga anak sa utero. "Ang kapaligiran ba ng ina sa panahon ng pagbubuntis ay may epekto sa pagganap ng mga anak?" Ay isa sa mga tanong na sinasagot sa pamamagitan ng epigenetics. At sa wakas, ang mga kompanya ng bakuna ay gumagamit ng genomics upang makilala ang mga bakuna na mas kapaki-pakinabang kung ang isang populasyon ng mga hayop ay may isang tiyak na genetic na bumubuo.
Malinaw na ang genomics ay nakinabang sa industriya ng baboy bilang isang buo, ngunit lamang namin hinawakan ang dulo ng malaking bato ng yelo. Ang paglabas ng genome ng baboy ay nagbukas ng mga pinto sa maraming lugar ng pananaliksik na hindi posible bago. Ito ay isang kapana-panabik na oras upang maging sa industriya ng baboy at bilang isang tagapagpananaliksik at geneticist ito ay isang kapana-panabik na oras upang magtrabaho sa negosyo ng baboy genetics upang magsagawa ng cutting edge na pananaliksik gamit ang pinaka-advanced na teknolohiya upang ma-maximize ang kita para sa aming mga producer at mga customer.
Sanggunian:- Hayop na Genomics website at database. Animalgenome.org.
- Bates, Ronald. 2010. Paglabas ng Pig Genome! 2010 National Baboy Board Swine Extenstion In-Service Conference.
- Dekkers, JCM. 2007. Marker-assisted selection para sa commercial crossbred performance. Journal of Animal Science. 85: 2104-2114.
- Groenen, MA, Archibals, AL, et al. 2012. Ang mga pagsusuri ng mga genome ng baboy ay nagbibigay ng pananaw sa porcine demography at ebolusyon. Kalikasan 491: 393-398.
Nakategorya sa: Global Tech
Ang post na ito ay isinulat ni Genesus