Varovalne očesne lise pri simentalkah: DNA analiziranje v rejskih programih

Močna sončna svetloba v omenjenih predelih pa je lahko za živali nevarna, saj njihova svetla dlaka predvsem na glavi nudi le slabo zaščito pred UV žarki. Zaradi te lastnosti simentalke pogosto obolevajo za malignimi očesnimi tumorji. Prizadetih je do 50 odstotkov živali z območij, kjer so intenzivno izpostavljene soncu. Bavarski zanstveniki so sedaj občutno zmanjšali tveganje za pojav bolezni z aktivno uporabo DNK analiz.

Prof. Ruedi Fries in Hubert Pausch iz Tehnične univerze v Muenchenu (TUM) sta v svoj prid uporabila naravni varovalni pojav. Pri manjšem deleži bavarskih simentalk se namreč pojavljajo temno obarvane dlake okoli oči in na očesnih vekah.

Glede na rezultate preteklih raziskav, te ščitijo živali pred nevarnimi očesnimi tumorji. "Iskanje za ta pojav odgovornega genetskega segmenta je kot iskanje igle v kupu sena," pravi znanstvenik Ruedi Fries, "saj je barva in velikost zaščitnega obarvanja okoli oči pogojena s številnimi, morda celo več tisočimi odseki DNK."

Kaj nam pove "genetski prstni odtis"

Preiskovalca sta lahko identificirala dvanajst odsekov DNK, ki nosijo do 57 odstotkov odgovornosti za dedovanje očenega obarvanja. "Tako se lahko natančneje kot doslej že ob rojstvu teleta napove, ali bodo temno obarvanje dedovali tudi njegovi potomci," pojasnjuje prof. Fries.

Nova spoznanja bi lahko pomagala rejcem v sončnih deželah. Pri plemenskih bikih se namreč že leta standardizirano določajo genetski prstni odtisi. Ti se bodo lahko sedaj preverjali tudi glede lastnosti za dedovanje obarvanja okoli oči ter bodo tako nudili podlago za hitrejše odbiranje primernih posameznikov za nadaljno vzrejo. "Na ta način lahko hitro znižamo število živali, ki oboevajo zaradi očesnih tumorjev," je prepričan Fries.

Za razvozlanje modela dedovanja obarvanosti okoli oči so strokovnjaki statistične modele in zakonitosti dedovanja kombinirali z uporabo najmodernejših metod analiziranja DNK. Najprej so v raziskovalnem delu določili genetske prstne odtise posameznih plemenskih bikov. To pomeni, da so za vsako posamezno žival pridobili več tisoč drobnih variacij v verigah DNK, ki skupaj podajo edinstven profil. Podatke o tako imenovanih genetskih prstnih odtisih so znanstveniki zbrali pri okoli 3.400 bikih.

Predvidljivost uspešne reje plemenjakov

Ob uporabi statističnih metod so znanstveniki v naslednjem koraku povezali profile DNK z izgledom in prisotnostjo željenega temnega obarvanja potomcev vsakega plemenskega bika. S kombiniranim upoštevanjem obeh pridobljenih vedenj se lahko sklepa na verjetnost za dedovanje očesnih lis celo pri mladih živalih, ki še nekaj časa ne bodo dosegle spolne zrelosti.

Ugotovitve glede genomske selekcije, do katerih sta prišla Ruedi Fries in Hubert Pausch pa niso uporabne izključno za odbiranje primernih plemenskih bikov. Primerno se lahko ugotovitve prenesejo tudi na področje gojenja koruze ali vzreje kokoši za povečan donosa.

V ta namen sodelujeta strokovnjaka za živali Fries in Pausch z znanstveniki, ki delujejo na rastlinskem področju in bioinformatiki v skupnem projektu "Synbreed". Tudi v tem primeru je njihov skupni cilj sposobnost predvidevanja uspešnosti reje živali in gojenja rastlin. Prof. Fries pove: "Znanje o učinku genov in njihovih mutacij nudi popolnoma novo vzrejno svobodo."

Za izražanje temnih lis okoli oči (ambilateralna cirkumokularna pigmentacija) so predvsem pomembni odseki DNK v bližini naslednjih dvanajstih genov: MCM6, PAX3, ERBB3, KITLG, LEF1, DKK2, KIT, CRIM1, ATRN, GSDMC, MITF in NBEAL.

Projekt Synbreed omogoča praktično uporabo genomske selekcije za različne cilje v govedoreji, kokošjereji in pri gojenju koruze.

Za ta namen raziskovalna mreža ne uporablja le najmodernejše tehnologije temveč tudi znanja in dognanja najpomembnejših strokovnjakov s področij molekularne biologije, bioinformatike, humane medicine in agrarnih ved. V projekt so vključeni univerzitetni in zunanji sodelavci ter partnerji s področja industrije.  

www.synbreed.tum.de

Prispevek v celoti:

Hubert Pausch, Xiaolong Wang, Simone Jung, Dieter Krogmeier, Christian Edel, Reiner Emmerling, Kay-Uwe Götz, Ruedi Fries, 2012: Identification of QTL for UV-Protective Eye Area Pigmentation in Cattle by Progeny Phenotyping and Genome-Wide Association Analysis, doi:10.1371/journal.pone.0036346

www.plosone.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pone.0036346