Fenotyp zwierząt: bez miary, wagi i ultrasonografu

Prezentacja na temat: "Fenotyp zwierząt: bez miary, wagi i ultrasonografu"— Zapis prezentacji:

1 Fenotyp zwierząt: bez miary, wagi i ultrasonografu
Maciej Szydłowski 2007

2 Wykorzystanie fenotypów w hodowli: bydło mleczne
Świat: 1-61 cech, średnio 31 Bezpośrednie mniejszość np. wydajność mleczna Pośrednie większość skorelowane ze zdrowiem, płodnością i kosztami utrzymania np. 16 cech typu i budowy Mark 2004 J Dairy Sci. 87:

3 Problemy oceny fenotypów
Drogie w pomiarze: np. próbne udoje Pracochłonne w pomiarze: np. zawartość mięsa w tuszy Wymagają doświadczenia, np. cechy budowy

4 Problemy oceny fenotypów – c.d.
Niektóre cechy mierzalne po śmierci lub pod koniec życia Cechy mierzone w różnych warunkach i przez różne osoby Brak standardów międzynarodowych utrudnia wymianę materiału hodowlanego

5 Ekspresja genów Poziom RNA Białko RNA DNA Gen różny dla różnych genów
różny w poszczególnych tkankach Białko RNA DNA Gen

6 Mikromacierz Pozwala określić poziom ekspresji większości genów osobnika kura 28 tys. genów bydło 23 tys. genów świnia 20 tys. genów pies 20 tys. genów Mikromacierz firmy Affymetrix Uwaga! Ekspresja jest mierzona tylko w pewnym zakresie

7 Poziom RNA przypomina zwykłą cechę produkcyjną
zmienny w czasie zmienny między osobnikami częściowo odziedziczalny

8 Genetyczna determinacja poziomu RNA
Poziom RNA pojedynczego genu zależy od wielu genów. Białko Regulacja przez produkty odległych genów Autoregulacja RNA Regulacja lokalna Ekspresja DNA Regulator Gen

9 Genetyczna determinacja poziomu RNA
„Gorące miejsca” regulacji poziomu RNA Liczba powiązań z ekspresją różnych genów Większość części genomu reguluje ekspresję kilku różnych RNA Genom (w 611 częściach) Rockman i Kruglyak 2006 Nature Reviews Genetics 7:

10 Poziom RNA podlega wpływom środowiska
Badania kanadyjskie: 100 jałówek 2 grupy: żywione normalnie i głodzone przez 24h Wynik: 66 genów o bardzo różnej ekspresji  inhibitory i transport kwasów tłuszczowych  odpowiedź immunologiczna  synteza cholesterolu Doelman i wsp JDS 90, sup 1: 85

11 Determinacja poziomu RNA
cecha poligeniczna odziedziczalność: 0-100%, średnia 0,2 nieliczne geny główne wyjaśniają co najwyżej 25% zmienności obecność dominacji i epistazy zazwyczaj duży efekt środowiska Dixon i wsp Nature Genetics 39,10:

12 z cechami produkcyjnymi
Poziom RNA ma związek z cechami produkcyjnymi Badania hiszpańskie: 370 wieprzków duroc po 5 knurach Tłuszcz śródmięśniowy, skład kwasów tłuszczowych w mięśniach Wynik: 1007 genów o ekspresji powiązanej z cechami otłuszczenia czynniki transkrypcyjne metabolizm tłuszczu dojrzewanie mRNA Także ważne w mapowaniu genów! Canovas i wsp JAS 85, sup 1: 14

13 Profil ekspresji genów
Wykorzystanie ekspresji genów w hodowli Profil ekspresji genów Zestaw obserwacji poziomu wielu tysięcy różnych sekwencji RNA osobnika Etap 2 Przewidywanie Etap 1 Drążenie danych odkrywa w danych wzorce przydatne w predykcji Ważne cechy zwierzęcia

14 Porównanie Doskonalenie długowieczności krów Tradycyjna metoda
16 cech typu i budowy duży wpływ klasyfikatora pomiar wieku dorosłym Nowe podejście poziom różnych sekwencji RNA pomiar obiektywny pomiar już u cielęcia

15 Wykorzystanie ekspresji
genów w hodowli Eliminacja potrzeby pomiaru wielu cech zmniejszenie kosztów obiektywizm oceny Wczesna ocena zwierząt zmniejszenie odstępu pokoleń buhajki-bracia mają różną ocenę Spokrewnienie na podstawie ekspresji genów zamiast rodowodu wszystkie osobniki będą spokrewnione zwiększenie dokładności oceny

16 Porównanie z selekcją na podstawie genomu
Selekcja na podstawie genomu wykorzystuje informacje o polimorfizmie DNA zwierząt w całym obszarze genomu Ominięcie wielu informacji nieistotnych część polimorfizmu DNA nie ma znaczenia (która?) Więcej informacji istotnych RNA matki pomiary można powtarzać (genotyp jest stały) Wykorzystanie sprawdzonych metod statystycznych oceny wartości hodowlanej na podstawie cech ciągłych

17 Porównanie z selekcją na podstawie genomu
Poziom RNA może odzwierciedlać zmienność liczby kopii regionów DNA Zmienność liczby kopii (CNV) duże fragmenty DNA (10 tys-5 mln pz) znanych ok fragmentów u człowieka liczba kopii 0-5 zamiast dwóch (od ojca i matki) fragmenty obejmują geny kształtujące system immunologiczny, rozwój mózgu i aktywność Niektóre choroby (np malaria) powiązane z CNV Poziom ekspresji RNA powiązany z: SNP 83,6% CVN 17,7% Stranger i wsp Science 9:

18 Porównanie z selekcją na podstawie genomu
RNA może odzwierciedlać pewne mechanizmy epigenetyczne Doświadczenia szwedzkie kury Leghorn wykazały zmniejszoną umiejętność uczenia się i inną ekspresję genów w odpowiedzi na stres zmiana ta została przeniesiona następnemu pokoleniu Lindqvist i wsp PloS ONE

19 Wizja przyszłości Biorczynie Hodowla zygot in vitro Mejoza in vitro
Gamety Klonowanie Selekcja Profil ekspresji genów Zapłodnienie in vitro Nowe kombinacje genów

20 Podsumowanie Mikromacierze dostarczają nową klasę cech ilościowych zwierząt (poziom RNA) Poziom RNA ma związek z cechami ważnymi dla hodowli Istnieje możliwość ich wykorzystania w selekcji pośredniej (to wymaga potwierdzenia) Czy profil RNA zarodka ma związek ze produkcyjnością, reprodukcją i zdrowiem osobnika dorosłego?