发表在《基因组生物学》上的一项研究为提高畜牧业的生产效率以及更广泛的畜牧业开辟了新的可能性。贝勒医学院、康奈尔大学和美国农业部的一个研究小组发现,与人类一样,牛也有CoRSIV
CoRSIV是基因组中DNA上携带化学标记的区域,这些标记提供的信息可以让农民预测和选择理想的牛特征,如产奶量、雌性生育能力和抗病性“大多数人都知道每个人都有一套独特的基因或基因组,但鲜为人知的是,这些基因的表达是由DNA-epigenetics上的分子标记系统调节的,该系统告诉体内不同的细胞哪些基因可以打开或关闭,”共同通讯作者、贝勒美国农业部/ARS儿童营养研究中心的儿科营养教授Robert a.Waterland博士说
“我们专注于DNA甲基化——添加甲基,这是最稳定的表观遗传标记。人与人之间的DNA甲基化差异会影响他们的疾病风险。”
2019年,Waterland和他的同事发现,人类基因组包含称为CoRSIVs的特殊区域——系统性个体间变异的相关区域
在CoRSIV中,DNA甲基化水平因人而异,但在每个人的不同组织中是一致的。这意味着CoRSIV甲基化可以在血液等易于接近的组织中测量,提供有关大脑、卵巢或肝脏等内脏器官表观遗传调控的信息
他们早期的工作报告了人类基因组中近10000个CoRSIV,并提出研究这些新区域是发现疾病表观遗传原因的有力方法。事实上,CoRSIV已经与多种健康结果相关,包括癌症、甲状腺功能、认知、2型糖尿病、腭裂、精神分裂症、儿童肥胖和自闭症谱系障碍
在目前的研究中,研究人员调查了牛是否也患有CoRSIV。该团队分析了两头荷斯坦奶牛多个组织的全基因组DNA甲基化测序数据
“我们开发的算法表明牛确实有CoRSIV,”第一作者、Waterland实验室的生物信息学分析师Wen-Jou Chang说。“更令人兴奋的是,我们发现牛的CoRSIV与人类有着共同的主要特征,这表明CoRSIV很可能存在于其他哺乳动物中。在马和猪等其他物种中寻找CoRSIV的竞赛正在进行中。”在这种情况下。“这一独立验证为这项研究增添了巨大的力量。”康奈尔大学动物科学系助理教授、合著者Yi Athena Ren博士说:“近几十年来,畜牧业一直专注于遗传选择,以实现牛奶生产的实质性进步。CoRSIV可以提供一种新的方法,以可持续的方式改善畜牧业所需的性状选择,从而降低成本和环境影响。”Waterland说:“牛CoRSIV与人类一样,在生命早期就已建立,并在整个生命过程中保持稳定。”“在新生牛中,CoRSIV亚群的甲基化模式可能能够预测未来的表现。它们可能与特定的理想性状有关,如大量产奶、高雌性生育能力、抗病性甚至耐热性,有助于选择具有提高生产力的性状的个体小牛。”
研究人员表明,与人类一样,牛CoRSIV DNA甲基化的建立也受到早期胚胎环境的影响
任说:“这表明,在辅助生殖过程中调整胚胎培养条件可能为通过表观遗传工程定制农业成果提供机会。”“除了协助选择理想的性状外,CoRSIV还可以帮助了解牛的疾病过程和个体差异。而且,如果如我们所料,CoRSVs是哺乳动物基因组的一般特征,那么这种农业机会不仅限于牛。”
Journal information: Genome Biology
Provided by Baylor College of Medicine
2024-09-15
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