Genomische Ansätze für eine bessere Viehzucht
Genomische Informationen – die zellulären Daten, die ein Organismus braucht, um zu wachsen und zu funktionieren – werden schon seit einiger Zeit analysiert und genutzt, um widerstandsfähigere und gesündere Rinder zu züchten. Ein entscheidender Nachteil ist, dass die biologischen Mechanismen, die bestimmten genetischen Varianten zugrunde liegen, noch immer weitgehend unerforscht sind. Die Folgen für die Gesundheit und das Wohlergehen von Rindern können daher unvorhersehbar sein, da bestimmte genetische Merkmale unerwartete Nebenwirkungen haben können. Im Rahmen des Projekts BovReg wurde versucht, einen stärker biologisch orientierten Ansatz zu verfolgen, bei dem die Funktion einer bestimmten genetischen Variante besser nachvollzogen wird. „Es handelt sich immer noch um eine große Unbekannte“, sagt BovReg-Projektkoordinatorin Christa Kühn, die jetzt am Friedrich-Loeffler-Institut in Deutschland arbeitet. „Wir wissen jedoch, dass die mehr als 95 % des Genoms, die nicht in Proteine übersetzt werden, eine Funktion haben müssen, sonst hätte die Evolution sie nicht über Millionen Jahre hinweg getragen.“
Die regulatorischen Regionen des Genoms untersuchen
Kühn und ihr Team wollten diese regulatorischen Regionen des Genoms untersuchen. Das vom Forschungsinstitut für Nutztierbiologie in Deutschland koordinierte Projekt hat, um diese Mechanismen zu entschlüsseln, riesige Mengen gemeinsamer funktioneller Genomdaten von Rindergewebe und häufig verwendeten Zelllinien generiert. Ziel war es, ein weitaus detaillierteres Wissen über Merkmale von Rindern zu erlangen die ihre Robustheit und Gesundheit bestimmen. Dazu wurden projektintern auch bioinformatische Pipelines entwickelt, um die Reproduzierbarkeit und Interoperabilität der Datenanalyse auf verschiedenen Plattformen zu gewährleisten. „Es entstand eine riesige Datenmenge, die auch für die biomedizinische Forschung nutzbar sind“, erklärt Kühn. „Wir wollten sicherstellen, dass diese Informationen nutzbar und zugänglich sind.“ All diese Daten werden in ein globales öffentliches Datenportal eingespeist. „Wir haben außerdem eine ethische Kartierung durchgeführt, um die gesellschaftliche Wahrnehmung der genomischen Züchtung zu erfassen“, fügt Kühn hinzu. „Die Forschung kann manchmal in der Gesellschaft für Zerrüttungen oder Widerwille sorgen, wir wollten daher der Zeit voraus sein und herausfinden, welche Auswirkungen dies auf die Gesellschaft haben könnte.“
Funktionelle Annotation tierischer Genome
Die Ergebnisse des Projekts BovReg sind auch in das weltweite Projekt FAANG (Functional Annotation of Animal Genomes) eingeflossen, eine Organisation, die die Genomforschung bei Nutztieren weltweit zusammenführt. Die FAANG-Gemeinschaft arbeitet parallel mit der Initiative ENCODE. Diese widmet sich der Charakterisierung der Funktion des menschlichen Genoms. BovReg war Mitbegründer von EuroFAANG, einer Dachinitiative von sechs zusammen gehörenden EU-finanzierten Projekten, die sich auf gemeinsame Datenpipelines und allgemeine Protokolle geeinigt haben, um sicherzustellen, dass das Wissen so weit wie möglich verbreitet wird. Aufbauend auf EuroFAANG wurden vor zwei Jahren weitere EU-Mittel für ein Projekt mit der Bezeichnung EuroFAANG Research Infrastructure bereitgestellt, das die notwendige Infrastruktur für die Fortsetzung dieser Zusammenarbeit in der Zukunft schaffen wird. „Eine der größten Herausforderungen nach einem Projekt wie BovReg ist es, die Menschen zusammenzuhalten und dafür zu sorgen, dass die Gemeinschaft weiterbesteht“, sagt Kühn.
Die Viehzuchtpraxis verbessern
Kühn und ihr Team sind davon überzeugt, dass die über BovReg geleistete Pionierarbeit zur Verbesserung der Zuchtverfahren beitragen wird. „Je mehr wir über die Funktion des Genoms wissen, desto mehr können wir schädliche Nebenwirkungen der Züchtung vermeiden“, erklärt sie. „Dies könnte Ressourcen sparen und den Tierschutz verbessern.“ Bessere genomische Informationen könnten außerdem zu einer gezielteren Tierhaltung und optimierten tierärztlichen Eingriffen führen. „Einige Tierpopulationen könnten von einer personalisierten Behandlung mehr profitieren als andere“, fügt Kühn hinzu. „Ein besseres Verständnis der genomischen Funktionen kann uns helfen, die tatsächlichen Bedürfnisse der Tiere zu verstehen.“
Schlüsselbegriffe
BovReg, genomisch, Genom, Rinder, biologisch, Tier, Zucht, FAANG