CoRSIV wurde erstmals beim Menschen entdeckt und kommt heute auch bei Rindern vor

Eine Studie veröffentlicht in Genombiologie eröffnet neue Möglichkeiten zur Verbesserung der Produktionseffizienz in der Rinderindustrie und möglicherweise in der Tierhaltung im Allgemeinen. Ein Forscherteam des Baylor College of Medicine, der Cornell University und des USDA entdeckte, dass Rinder wie Menschen CoRSIV tragen.

CoRSIVs sind Regionen des Genoms, die chemische Marker auf der DNA tragen, die Informationen liefern, die es Landwirten ermöglichen, gewünschte Nutztiermerkmale wie Milchproduktion, weibliche Fruchtbarkeit und Krankheitsresistenz vorherzusagen und auszuwählen.

„Die meisten Menschen wissen, dass jeder Mensch über einen einzigartigen Satz von Genen oder Genomen verfügt. Weniger bekannt ist jedoch, dass die Expression dieser Gene durch ein System molekularer Markierungen auf der DNA – Epigenetik – reguliert wird Welche Gene ein- oder ausgeschaltet werden sollen“, sagte Dr. Robert A. Waterland, Mitautor und Professor für Pädiatrie und Ernährung am USDA Child Nutrition Research Center /ARS of Baylor.

„Wir konzentrieren uns auf die DNA-Methylierung, also die Anfügung von Methylgruppen, der stabilsten epigenetischen Markierung. Unterschiede in der DNA-Methylierung zwischen Individuen können sich auf das Krankheitsrisiko auswirken. »

Im Jahr 2019 entdeckten Waterland und Kollegen, dass das menschliche Genom spezielle Regionen namens CoRSIV enthält, korrelierte Regionen systemischer interindividueller Variation.

Bei CoRSIV unterscheiden sich die DNA-Methylierungsgrade von Person zu Person, sind jedoch in den verschiedenen Geweben jedes Einzelnen gleich. Dies bedeutet, dass die CoRSIV-Methylierung in leicht zugänglichen Geweben wie Blut gemessen werden kann und Informationen über die epigenetische Regulation in inneren Organen wie dem Gehirn, den Eierstöcken oder der Leber liefert.

Ihre früheren Arbeiten berichteten über fast 10.000 CoRSIVs im menschlichen Genom und legten nahe, dass die Untersuchung dieser neuen Regionen eine wirksame Möglichkeit darstellt, die epigenetischen Ursachen von Krankheiten aufzudecken. Tatsächlich wurden CoRSIVs bereits früher mit verschiedenen Gesundheitsproblemen in Verbindung gebracht, darunter Krebs, Schilddrüsenfunktion, Kognition, Typ-2-Diabetes, Gaumenspalten, Schizophrenie, Fettleibigkeit bei Kindern und Autismus-Spektrum-Störungen.

In der aktuellen Studie untersuchten Forscher, ob auch Rinder CoRSIV tragen. Das Team analysierte Sequenzierungsdaten zur DNA-Methylierung des gesamten Genoms aus mehreren Geweben von jeweils zwei Holstein-Kühen.

„Der von uns entwickelte Algorithmus weist darauf hin, dass Rinder tatsächlich CoRSIV tragen“, sagte Erstautor Wen-Jou Chang, ein Bioinformatik-Analyst am Waterland-Labor. „Noch interessanter ist, dass wir gezeigt haben, dass Rinder-CoRSIVs wichtige Merkmale mit denen des Menschen teilen, was darauf hindeutet, dass CoRSIVs wahrscheinlich auch in anderen Säugetieren vorkommen.“ Der Wettlauf, sie auch bei anderen Tierarten wie Pferden und Schweinen zu finden, ist eröffnet. »

„Wir haben unsere Berechnungsergebnisse mit Laboranalysen von Leber-, Nieren-, Gehirn- und Blutgewebe von 20 verschiedenen Holstein-Kälbern validiert, um einige der von Wen-Jou identifizierten CoRSIVs zu bestätigen“, sagte Waterland, Mitglied des Dan L Duncan Comprehensive Cancer Center. aus Baylor. „Diese unabhängige Validierung hat die Studie erheblich gestärkt. »

Dr. Yi Athena Ren, Co-Autorin und Assistenzprofessorin am Department of Animal Sciences der Cornell University, sagte: „In den letzten Jahrzehnten hat sich die Rinderzucht auf genetische Selektion konzentriert, um wesentliche Fortschritte in der Milchproduktion zu erzielen.“ CoRSIVs könnten einen neuen Ansatz bieten, um die Auswahl wünschenswerter Merkmale für die Rinderindustrie auf nachhaltige Weise zu verbessern und so Kosten und Umweltauswirkungen zu reduzieren. »

„Bovine CoRSIVs etablieren sich wie die beim Menschen früh im Leben und bleiben während des gesamten Lebens des Individuums stabil“, sagte Waterland.

„Bei neugeborenen Rindern können Methylierungsprofile in CoRSIV-Untergruppen helfen, die zukünftige Leistung vorherzusagen. Sie können mit bestimmten wünschenswerten Merkmalen wie reichlicher Milchproduktion, hoher weiblicher Fruchtbarkeit, Krankheitsresistenz oder sogar Hitzetoleranz verbunden sein, was die Auswahl einzelner Kälber mit Merkmalen ermöglicht, die zu einer höheren Produktivität führen. »

Die Forscher zeigten, dass die Etablierung der DNA-Methylierung bei Rinder-CoRSIV wie beim Menschen von der Umgebung des frühen Embryos beeinflusst wird.

„Dies deutet darauf hin, dass die Anpassung der Embryonenkulturbedingungen während der assistierten Reproduktion Möglichkeiten bieten könnte, landwirtschaftliche Ergebnisse durch epigenetische Technik anzupassen“, sagte Ren.

„CoRSIVs helfen nicht nur bei der Auswahl wünschenswerter Merkmale, sondern können auch dabei helfen, Krankheitsprozesse und individuelle Variationen bei Rindern zu verstehen.“ Und wenn, wie wir glauben, CoRSIVs ein allgemeines Merkmal des Säugetiergenoms sind, sind diese landwirtschaftlichen Möglichkeiten nicht auf Rinder beschränkt. »