Un estudio publicado en Genome Biology abre nuevas posibilidades para mejorar la eficiencia de la producción en la industria ganadera y, potencialmente, en la agricultura animal en general.
por la Facultad de Medicina de Baylor
Un equipo de investigadores de la Facultad de Medicina de Baylor, la Universidad de Cornell y el USDA descubrió que, al igual que los humanos, el ganado tiene CoRSIV.
Los CoRSIV son regiones del genoma que llevan marcadores químicos en el ADN que proporcionan información que puede permitir a los agricultores predecir y seleccionar características deseables del ganado, como la producción de leche, la fertilidad de las hembras y la resistencia a las enfermedades.
«La mayoría de la gente sabe que cada persona tiene un conjunto único de genes o genoma, pero lo que menos se sabe es que la expresión de esos genes está regulada por un sistema de marcas moleculares en el ADN (epigenética) que indica a las diferentes células del cuerpo qué genes activar o desactivar», dijo el coautor del estudio, el Dr. Robert A. Waterland, profesor de pediatría y nutrición en el Centro de Investigación de Nutrición Infantil del USDA/ARS de Baylor.
«Nos centramos en la metilación del ADN (la adición de grupos metilo, la marca epigenética más estable). Las diferencias en la metilación del ADN entre las personas pueden afectar su riesgo de padecer enfermedades».
En 2019 , Waterland y sus colegas descubrieron que el genoma humano contiene regiones especiales llamadas CoRSIV: regiones correlacionadas de variación interindividual sistémica.
En CoRSIVs, los niveles de metilación del ADN difieren entre las personas, pero son consistentes en los diferentes tejidos de cada persona. Esto significa que la metilación de CoRSIV se puede medir en tejidos de fácil acceso como la sangre, lo que proporciona información sobre la regulación epigenética en órganos internos como el cerebro, los ovarios o el hígado.
En un trabajo anterior se informó de la existencia de casi 10.000 CoRSIV en el genoma humano y se propuso que el estudio de estas nuevas regiones es una forma eficaz de descubrir las causas epigenéticas de las enfermedades. De hecho, los CoRSIV ya se han asociado con diversos problemas de salud, como el cáncer, la función tiroidea, la cognición, la diabetes tipo 2, el paladar hendido , la esquizofrenia, la obesidad infantil y el trastorno del espectro autista.
En el estudio actual, los investigadores investigaron si el ganado también tiene CoRSIV. El equipo analizó datos de secuenciación de metilación del ADN del genoma completo en múltiples tejidos de cada una de dos vacas Holstein.
«El algoritmo que desarrollamos indicó que el ganado bovino tiene CoRSIV», dijo el primer autor Wen-Jou Chang, analista de bioinformática en el laboratorio de Waterland. «Aún más emocionante, demostramos que los CoRSIV del ganado bovino comparten características distintivas importantes con los de los humanos, lo que sugiere que es probable que los CoRSIV estén presentes en otros mamíferos. La carrera está en marcha para encontrarlos en otras especies, como los caballos y los cerdos».
«Validamos nuestros hallazgos computacionales mediante análisis de laboratorio de tejidos de hígado, riñones, cerebro y sangre de 20 terneros Holstein diferentes para confirmar algunos de los CoRSIV identificados por Wen-Jou», dijo Waterland, miembro del Centro Integral del Cáncer Dan L Duncan en Baylor. «Esta validación independiente agregó gran solidez al estudio».
La Dra. Yi Athena Ren, coautora del estudio y profesora adjunta del Departamento de Ciencia Animal de la Universidad de Cornell, afirmó: «En las últimas décadas, la ganadería se ha centrado en la selección genética para lograr avances sustanciales en la producción de leche. Los CoRSIV pueden ofrecer un nuevo enfoque para mejorar la selección de rasgos deseables para la industria ganadera de una manera sostenible que reduzca los costos y los impactos ambientales».
«Los CoRSIV del ganado, al igual que los de las personas, se establecen temprano en la vida y son estables a lo largo de la vida del individuo», dijo Waterland.
«En el ganado recién nacido, los patrones de metilación en subconjuntos de CoRSIV pueden predecir el rendimiento futuro. Pueden estar asociados con rasgos deseables específicos, como producción abundante de leche, alta fertilidad femenina, resistencia a enfermedades o incluso tolerancia al calor, lo que ayuda a seleccionar terneros individuales con rasgos que conducirán a una mayor productividad».
Los investigadores demostraron que, al igual que en los humanos, el establecimiento de la metilación del ADN en los CoRSIV del ganado está influenciado por el entorno del embrión temprano.
«Esto sugiere que ajustar las condiciones de cultivo de embriones durante la reproducción asistida puede brindar oportunidades para adaptar los resultados agrícolas mediante ingeniería epigenética», dijo Ren.
«Además de ayudar en la selección de rasgos deseables, los CoRSIV pueden ayudar a comprender los procesos patológicos y la variación individual entre el ganado. Y, si, como esperamos, los CoRSIV son una característica general del genoma de los mamíferos, estas oportunidades agrícolas no se limitan al ganado «.
Más información: Las variantes sistémicas interindividuales de metilación del ADN en el ganado comparten características distintivas importantes con las de los humanos, Genome Biology (2024). DOI: 10.1186/s13059-024-03307-6
