Was steht heute Morgen auf dem Speiseplan: Roh- oder Kochschinken?
Genomanalysen haben die Bestimmung der Genomvariabilität bei allen wichtigen Nutztierarten deutlich vorangebracht. Genotyp und Phänotyp zu assoziieren und daraus Fleischqualität und -typ abzuschätzen, bleibt für die Erzeuger dennoch eine Herausforderung. Die modernen so genannten "Omik"-Technologien liefern die nötigen Werkzeuge zur Phänotypisierung immer größerer Datenbanken von Individuen. Das von der EU über ein Marie-Skłodowska-Curie-Individualstipendium finanzierte Projekt MARKTHEPIG (Applied phenomics to identify biomarkers in pigs for new concepts in precision livestock farming) wandte sich dem neuen Forschungsbereich der Phänomik zu, um die großen Datenmengen aus Omik-Technologien zusammenzuführen. Die Phänomik bzw. Phänotypisierung ist ein neuer transdisziplinärer Forschungsbereich, der systematisch genomweite phänotypische Merkmale auf Zell- und Organismusebene untersucht. MARKTHEPIG forscht an präzise phänotypisierten Schweinen Prof. Luca Fontanesi, Projektkoordinator von MARKTHEPIG, erklärt: „Schwerpunkt des aktuellen Projekts war die Nutzung von Daten, die die Universität Bologna zu detailliert phänotypisierten Schweinen bereitstellte, um genetische und nicht-genetische Faktoren besser erforschen zu können, die die Variabilität bei der Produktivität der Tiere erklären können." Solche Faktoren haben enorme Auswirkungen auf Selektions- und Züchtungsmethoden bei dieser Art. MARKTHEPIG identifizierte mit auf Massenspektrometrie basierender Proteomik neue Biomarker, mit denen sich interne oder molekulare Phänotypen beschreiben lassen, um die Produktionsleistung der Tiere auf genetischer Ebene im Vorfeld zu bestimmen. Zudem eröffneten die Projektergebnisse neue Möglichkeiten für den Einsatz der Phänotypisierung, um Schweine als Tiermodelle genauer zu charakterisieren. Molekulare Basis von Rohschinken Die Leber ist das wichtigste Organ für die Regulierung des tierischen Stoffwechsels. Erstmals beschrieb nun MARKTHEPIG auf molekularer Basis Unterschiede zwischen zwei wichtigen Schweinerassen hinsichtlich ihrer Leber und deren Proteinprofil. „Insgesamt wurden etwa 500 Stellen im Proteom gefunden und erfasst. Davon bewirken 25 eine differenzielle Expression in der Leber zweier wichtiger Schweinerassen, aus denen Rohschinken erzeugt wird“, erläutert Prof. Fontanesi. Wann Roh- oder Kochschinken erzeugt wird, hing, wie die Forschergruppe entdeckte, von Unterschieden im Proteomprofil der Leber ab, was indirekt wiederum Unterschiede auf Ebene des Muskelgewebes erklären könnte. Die Ergebnisse der Projektarbeit wurden kürzlich in der unabhängigen Fachzeitschrift PLoS ONE veröffentlicht. Herausforderungen und künftige Lösungsansätze für die Proteomik Um seine Projektziele zu erreichen, führte MARKTHEPIG modernste Proteomanalysen durch, die im Labor vor Ort nicht möglich waren. Stattdessen lieferten Labore an der Universität Bologna die notwendige proteomische Expertise. Nach Projektende will das Gastlabor weiter mit den molekularen Phänotypen der Schweine arbeiten, um die genetische Variabilität innerhalb und zwischen Rassen genauer zu erforschen. „Die in diesen Jahren von uns erstellte Biodatenbank wird als wichtige Ressource für künftige Studien dienen, für die molekulare hochdurchsatzfähige Phänotypisierungstechnologien benötigt werden“, bemerkt Prof. Fontanesi. Prof. Fontanesi zufolge konnte mit dem Marie-Curie-Individualstipendium eine Referenzpopulation an Schweinen erfolgreich erweitert werden, indem zur bisherigen Schweinepopulation neue molekulare Phänotypen hinzukamen, die bereits genotypisiert und mit vielen weiteren Biomarkern phänotypisiert sind. „Diese Ressource wird eine Art Referenzpopulation für viele weitere Studien sein, die die Selektion und Zucht von Schweinen wie auch die biologische Grundlagenforschung deutlich voranbringen werden“, schließt er.
Schlüsselbegriffe
MARKTHEPIG, Schwein, Phänotyp, Leber, Rohschinken, Phänotypisierung, Phänomik, Biomarker
