Благодаря недавнему исследованию, проливающему свет на регуляторные элементы в геноме овец, у селекционеров вскоре может появиться больше инструментов для улучшения здоровья и качества животных.
Предыдущие исследования показали, что несколько участков генома, независимо от вида, отвечают за модуляцию или регуляцию экспрессии генов. Это исследование, первое в своем роде на овцах мериносовой породы Рамбулье, позволило создать подробную карту, которая более точно показывает, где расположены эти промоторы и энхансеры генов. Полученные результаты помогут отбирать животных с полезными признаками, такими как эффективное переваривание пищи или развитие мышц, избегая при этом признаков, связанных с болезнями.
«Промотор гена подобен включению или выключению выключателя света, а энхансер — регулятору яркости. Исследование дает нам более четкое представление о том, что происходит, когда мы выбираем один признак вместо другого, как на генетическом, так и на эпигенетическом уровне. Оно показывает, как мы можем наилучшим образом использовать генетическую информацию для повышения рентабельности инвестиций для производителей, которые используют генетику для управления разведением животных», — сказала соавтор исследования Кимберли Дэвенпорт, доцент кафедры животноводства Вашингтонского государственного университета.
Помимо исследователей из Университета штата Вашингтон, в работе принимали участие ученые из Университета Айдахо, Эдинбургского университета, AgResearch, Министерства сельского хозяйства США, GENUS, Университета Бейлора, Университета штата Юта и Университета Миссури. Результаты были опубликованы в журнале Nature Communications.
«Это один из самых масштабных и амбициозных экспериментов в животноводстве, посвященных регуляции генов. Он предоставляет платформу для будущих исследований на многих видах животных и сразу же позволяет применить сложное понимание генетики на практике, делая его актуальным для производителей», — сказал соавтор исследования Гордон Мердок, заведующий кафедрой животноводства Университета штата Вашингтон.
Все живые организмы имеют геном — по сути, книгу рецептов, определяющую их уникальные черты и характеристики, а также их здоровье и развитие. В этом исследовании ученые изучали, как регуляция генов влияет на различные типы клеток у овец и обеспечивает сохранение этими клетками их функциональных свойств.
«Нам необходимо охарактеризовать регуляторные области генов в геномах каждого вида, чтобы понять механизмы, влияющие на экспрессию генов. В целом, гены функционируют аналогично у разных видов, но мутации в регуляторных областях генов и самих генах являются видоспецифичными. Мы уже знали расположение кодирующих ДНК генов в геноме овцы, но это исследование позволило нам выяснить, где именно в геноме происходит модуляция или регуляция экспрессии генов», — сказала Бренда Мердок, ведущий автор исследования и профессор кафедры животноводства, ветеринарии и пищевых наук Университета Айдахо.
Полученные результаты помогли исследователям лучше понять, как изменения в геноме влияют на биологические процессы. Они также подтвердили, что регуляция генов контролирует фенотип организма, или наблюдаемые признаки, определяющие уникальность каждого вида.
Работая с образцами овцы породы Рамбулье, которые ранее использовались для создания эталонного генома овец, исследователи идентифицировали регуляторные элементы в основных тканях и органах овцы, включая сердце, печень, легкие, кишечник, желудок и некоторые области головного мозга.
«У нас уже были некоторые знания об этих тканях и их различных функциях, — сказал Гордон Мердок. — Например, мы знали, что ткани головного мозга развиваются совсем иначе, чем мышечные ткани. Поскольку этот эксперимент подтвердил результаты нашего предыдущего генетического анализа, мы знали, что, вероятно, можем доверять любым новым результатам, полученным в ходе этого исследования».
Исследователи провели несколько экспериментов, чтобы изучить, как характеристики ДНК способствуют или усиливают экспрессию генов в тканях овец.
«Мы стоим на пороге понимания тонкостей того, как генотип влияет на фенотип. Рассматривая способы улучшения животного посредством селекции, вы никогда не будете отбирать признаки, которые полезны для одного типа тканей, но вредны для другого. Различия в тканях имеют решающее значение для здоровья, благополучия и функционирования животных. Чем больше мы понимаем, как регулируются гены, тем больше мы сможем ограничить нежелательные эффекты в селекции», — сказал Гордон Мердок.
Источник: Washington State University. Автор: Анджела Сэмс.
На заглавном графике: собранные данные об образцах и результатах анализа, а также о состоянии хроматина. Источник: Nature Communications (2026). DOI: 10.1038/s41467-026-70382-7