Proteinprofile für einzelne Schweine ermöglichen es den Produzenten, den Schnitt von Fleisch über die Genetik zu bestimmen.

Die EU-Forschung hat Proteinprofile für einzelne Schweine untersucht, so dass der Erzeuger den Fleischschnitt aus der Genetik des Schweins bestimmen kann. Mit der genomischen Analyse wurden erhebliche Fortschritte bei der Bestimmung der Variabilität der Genome bei allen wichtigen Nutztierarten erzielt. Die Verknüpfung des Genoms mit seinem Phänotyp in Bezug auf Fleischqualität und -typ für den Produzenten bleibt jedoch eine Herausforderung.

Die Fortschritte in den Omics-Technologien bieten die notwendigen Werkzeuge, um immer größere Sammlungen von Individuen umfassend zu phänotypisieren. Das von der EU Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowship geförderte Projekt MARKTHEPIG hat den neu entstehenden Bereich der Phänomene genutzt, um die erheblichen Datenmengen aus den Omicstechnologien zusammenzuführen. Phenomics ist eine aufkommende Transdisziplin, die systematisch die genomweiten phänotypischen Manifestationen auf zellulärer und organismischer Ebene untersucht.

MARKTHEPIG arbeitet an stark phänotypisierten Schweinen.

Wie Prof. Luca Fontanesi, Projektkoordinator von MARKTHEPIG, erklärt: „Das Ziel des aktuellen Projekts war es, die Erkenntnisse der Universität Bologna bei stark phänotypisierten Schweinen zu nutzen, um die genetischen und nicht-genetischen Faktoren besser zu verstehen, die zur Produktionsvariabilität der Tiere beitragen.“ Diese Faktoren haben wichtige Konsequenzen für die Gestaltung von Selektions- und Zuchtstrategien für diese Art.

MARKTHEPIG nutzte die auf Massenspektrometrie basierende Proteomik, um neue Biomarker zu identifizieren, die interne oder molekulare Phänotypen beschreiben könnten, um die Produktionsleistung der Tiere auf der genetischen Ebene vorherzusagen. Darüber hinaus eröffneten die Projektergebnisse neue Möglichkeiten für den Einsatz der Phänomik, um das Schwein als Tiermodell besser zu charakterisieren.

Molekulare Basis des trockenen Schinkens

Das Herzstück des Stoffwechsels eines Tieres ist seine Leber. MARKTHEPIG beschrieb erstmals die molekularen Unterschiede zwischen zwei wichtigen Schweinerassen in Bezug auf die Leber und ihr Proteinprofil. „Insgesamt wurden etwa 500 proteomische Stellen erfasst und identifiziert. Davon führten 25 zu einer unterschiedlichen Expression in den Lebern von Schweinen, die zu zwei schweren Hauptrassen von Schweinen gehören, die zur Herstellung von Trockenschinken verwendet werden“, umreißt Prof. Fontanesi.

Im Hinblick darauf, was Schinken oder Speck herstellt, entdeckte das Team Unterschiede im proteomischen Leberprofil, die indirekt Unterschiede auf der Ebene des Muskelgewebes erklären könnten. Die Ergebnisse der Projektarbeit wurden soeben in der peer-reviewed Zeitschrift PLOS ONE veröffentlicht.

Herausforderungen und Lösungen für Fortschritte in der Proteomik

Um die Ziele des Projekts zu erreichen, führte MARKTHEPIG fortschrittliche Proteomanalysen durch, die das lokale Labor nicht unterstützen konnte. Als Lösung stellten alternative Labore an der Universität Bologna die notwendige Expertise in der Proteomik zur Verfügung.

Nach Abschluss des Projekts beabsichtigt das Host-Labor, die molekularen Phänotypen bei den Schweinen weiter zu nutzen. Ziel ist es, die genetische Variabilität innerhalb und zwischen den Rassen weiter zu beschreiben. „Das biologische Endlager, das wir in diesen Jahren gesammelt haben, wird eine wichtige Ressource für zukünftige Studien sein, die auf Technologien zur Hochdurchsatz-Phänotypisierung von Molekülen basieren“, sagt Prof. Fontanesi.

Prof. Fontanesi erkennt an, dass das Marie-Curie-Einzelstipendium die Bildung einer größeren Referenzpopulation von Schweinen ermöglicht hat, indem es einer Population von Schweinen, die bereits genotypisiert und mit vielen zusätzlichen Biomarkern phänotypisiert sind, andere molekulare Phänotypen hinzugefügt hat. „Diese Ressource wird zu einer Art Referenzpopulation für viele andere Studien mit potenziell hohen Auswirkungen auf den Schweinezucht- und -selektionssektor und die Basisbiologie“, schließt er.

Mehr Informationen:
Samuele Bovo et al. Eine vergleichende Analyse markierungsfreier Flüssigkeitschromatographie-Massenspektrometrie Leberproteomprofile zeigt metabolische Unterschiede zwischen den Schweinehaltungen auf, PLOS ONE (2018). DOI: 10.1371/journal.pone.0199649

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