Podejścia genomiczne w celu poprawy efektywności hodowli bydła
Informacje genomowe – zawarte w komórkach dane potrzebne organizmowi do wzrostu i funkcjonowania – są od pewnego czasu analizowane i wykorzystywane w celu hodowli bardziej odpornego i zdrowego bydła. Problemem jest słabe zbadanie biologicznych mechanizmów niektórych wariantów genetycznych. Konsekwencje dla zdrowia i dobrostanu bydła mogą być nieprzewidywalne, jako że niektóre cechy genetyczne mogą mieć nieoczywiste skutki uboczne. Zespół projektu BovReg postanowił sięgnąć po podejście w większym stopniu oparte na biologii, w którym funkcja konkretnego wariantu genetycznego jest lepiej rozumiana. „To wciąż rozległy nieznany obszar”, mówi koordynatorka projektu BovReg Christa Kuehn, obecnie pracująca w Instytucie Friedricha Loefflera w Niemczech. „Wiemy jednak, że ponad 95% genomu, który nie podlega translacji na białka, musi pełnić jakąś funkcję, skoro został zachowany w toku milionów lat ewolucji”.
Badanie regionów regulatorowych w genomie
Kuehn wraz ze współpracownikami postanowili zbadać te regulatorowe regiony genomu. Aby odkryć te mechanizmy, w koordynowanym przez Instytut badawczy Biologii Zwierząt Hodowlanych w Niemczech projekcie zgromadzono ogromne ilości wspólnych funkcjonalnych danych genomowych z tkanek bydła i często używanych linii komórkowych. Celem było uzyskanie bardziej szczegółowej wiedzy na temat cech związanych z odpornością i zdrowiem bydła. W tym celu w ramach projektu opracowano również procedury bioinformatyczne, aby zadbać o powtarzalność i interoperacyjność analizy danych na różnych platformach. „Uzyskaliśmy ogromną ilość danych przydatnych również w badaniach biomedycznych”, wyjaśnia Kuehn. „Chcieliśmy dopilnować, aby informacje te były użyteczne i dostępne”. Wszystkie dane będą wprowadzane do globalnego ogólnodostępnego portalu danych. „Przeprowadziliśmy także analizę etyczną, aby określić stosunek społeczeństwa do hodowli genomowej”, dodaje Kuehn. „Badania naukowe mogą czasami spotykać się z niechęcią społeczeństwa, dlatego chcieliśmy zawczasu przekonać się, jakie mogą być potencjalne konsekwencje społeczne”.
Opis funkcjonalny genomów zwierząt
Wyniki projektu BovReg zostały także wykorzystane w globalnym projekcie FAANG (Functional Annotation of Animal Genomes), organizacji, która łączy badania genomiczne zwierząt hodowlanych na całym świecie. Społeczność FAANG funkcjonuje równolegle z inicjatywą ENCODE. Jest ona poświęcona charakteryzowaniu funkcji ludzkiego genomu. BovReg współtworzył EuroFAANG, inicjatywę łączącą sześć powiązanych projektów finansowanych przez UE, które uzgodniły wspólne potoki danych i ogólne protokoły, tak aby gromadzona wiedza mogła być rozpowszechniana wśród możliwie najszerszego grona odbiorców. Opierając się na tym parasolu EuroFAANG dwa lata temu pozyskano dalsze fundusze UE na projekt o nazwie EuroFAANG Research Infrastructure, który pozwoli stworzyć niezbędną infrastrukturę do kontynuowania tej współpracy w przyszłości. „Jednym z głównych wyzwań po zakończeniu projektu takiego jak BovReg podtrzymanie współpracy między jego uczestnikami”, mówi Kuehn.
Lepsze praktyki hodowli bydła
Kuehn i jej zespół wierzą, że prace zapoczątkowane w projekcie BovReg pomogą ulepszyć praktyki hodowlane. „Im więcej wiemy o funkcji genomu, tym skuteczniej możemy uniknąć szkodliwych skutków ubocznych hodowli”, zauważa. „Efektem może być zaoszczędzenie zasobów i poprawa dobrostanu zwierząt”. Lepsze informacje genomowe mogą także skutkować bardziej ukierunkowanym zarządzaniem zwierzętami i interwencjami weterynaryjnymi. „W przypadku niektórych populacji zwierząt spersonalizowane leczenie może być bardziej korzystne niż w przypadku innych”, dodaje Kuehn. „Pełniejsza wiedza na temat funkcji genomu może pomóc nam zrozumieć rzeczywiste potrzeby zwierząt”.
Słowa kluczowe
BovReg, genomowe, bydło, biologiczne, zwierzęta, hodowla, FAANG