Genchips für Kühe

Steakfans könnten schon bald von der Genomik-Revolution profitieren. Ein neues Projekt wird Wissenschaftlern dabei helfen, genetisch selektierte Rinderrassen zu erschaffen, um ein reichhaltiges Angebot an perfekt marmorierten Steaks zu produzieren.

Wissenschaftler mehrerer US-amerikanischer und kanadischer Forschungsinstitute kooperieren mit Erleuchten , mit Sitz in San Diego, CA, um einen Rinder-Genchip zu entwickeln, der denen ähnlich ist, die zur Erforschung der Genetik menschlicher Krankheiten verwendet werden. Die DNA-Chips, die Anfang nächsten Jahres auf den Markt kommen sollen, werden die Suche nach genetischen Varianten, die gewünschten Merkmalen zugrunde liegen, wie dem Marmorierungsgrad eines Fleischstücks oder der Effizienz der Milchkuhproduktion, dramatisch beschleunigen.

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Dies eröffnet eine ganz neue Skala der Genidentifikation bei Rindern, sagt Jerry Taylor , Professor für Tiergenomik an der University of Missouri-Columbia und einer der Forscher des Projekts. Wir werden in der Lage sein, die Genetik all dieser Merkmale – Fortpflanzungsfähigkeit, Milchproduktion, Milchzusammensetzung und Fleischqualität – auf eine Weise anzugehen, die wir uns nie zuvor vorgestellt hatten.



Die Sequenz des Rindergenoms wurde letztes Jahr veröffentlicht, aber Wissenschaftler haben wenig Fortschritte bei der Identifizierung von Genen gemacht, die mit wünschenswerten Rindermerkmalen verbunden sind, aus den gleichen Gründen, die die Erforschung komplexer genetischer Krankheiten am Menschen verlangsamt haben: Es werden riesige Mengen genetischer Daten benötigt, um sie einzugrenzen die Genvarianten, die mit einem bestimmten Merkmal verbunden sind.

Jetzt planen Wissenschaftler, Daten aus überarbeiteten Entwürfen des Rindergenoms und anderen Studien zu bündeln, um dieses genetische Werkzeug zu entwickeln – einen winzigen Glaschip, der mit Tausenden kurzer DNA-Sequenzen beschichtet ist, die Stellen im Genom erkennen können, die sich häufig zwischen Individuen unterscheiden. Forscher des US-Landwirtschaftsministeriums, der University of Missouri-Columbia und der University of Alberta wählen nun die spezifischen Sequenzen aus, die auf dem Chip enthalten sein sollen.

Die Chips werden es Wissenschaftlern ermöglichen, schnell und kostengünstig genetische Daten über eine große Anzahl von Rindern zu sammeln. Wissenschaftler können einem Tier eine DNA-Probe entnehmen und den Chip verwenden, um gleichzeitig Tausende von genetischen Variationen zu erkennen und so ein detailliertes Profil des Genoms dieses Tieres zu erhalten. Tausende von individuellen Profilen werden dann in Verbindung mit Daten zum Phänotyp jedes Tieres (seinen beobachtbaren, physischen Merkmalen) analysiert, um die mit einem bestimmten Merkmal wie der Wachstumsrate verbundenen Variationen zu bestimmen.

Besonders die Züchter von Milchkühen sind von den Genchips begeistert. Derzeit können sie nicht sagen, ob ein Bulle qualitativ hochwertige Nachkommen produziert – d. h. Kühe, die viel Milch produzieren – bis die weiblichen Kälber des Bullen erwachsen sind. Wenn Wissenschaftler ein genetisches Muster finden können, das begehrte Bullen schnell und kostengünstig identifiziert, wäre der Zuchtprozess viel effizienter. Wir überlegen, die Kosten von Zehntausenden auf unter eintausend Dollar zu ändern, sagt Curt Van Tassell , Genetiker am US-Landwirtschaftsministerium in Beltsville, MD, und Mitarbeiter am Chip-Projekt. Van Tassell und das Team planen, mit einer solchen Analyse zu beginnen, sobald sie das Design des Chips abgeschlossen haben. Wir hoffen, innerhalb eines Jahres nach der Datenerhebung eine Maschine zur genetischen Vorhersage zu haben, mit einem höher aufgelösten Modell in zwei Jahren, sagt er.

Der Chip könnte auch Aufschluss darüber geben, wie die Züchtung das Rindergenom geprägt hat. Taylor aus Missouri-Columbia plant, die genetische Variation bei verschiedenen Rinderrassen zu charakterisieren und eine Rinderkarte zu erstellen, die der im letzten Jahr veröffentlichten menschlichen HapMap ähnelt, die die genetische Vielfalt von Menschen auf der ganzen Welt kartiert (siehe Eine neue Karte für die Gesundheit). . Die Forscher planen auch, verwandte Arten wie Bisons, Wasserbüffel und den inzwischen ausgestorbenen Auerochsen zu untersuchen , ein Vorfahre des modernen Viehs.

Planeten, die wie die Erde aussehen

Erste Ergebnisse der Rindergenetiktests deuten darauf hin, dass die Zucht auf bestimmte Qualitäten, wie eine hohe Milchleistung, nicht auf zwei oder drei spezifische Varianten im Zusammenhang mit diesem Merkmal selektiert wurde. Vielmehr hat die jahrelange Züchtung einen Selektionsdruck im gesamten Genom in einem komplexen Muster erzeugt. Kleine Unterschiede in vielen Genen führen zu großen Unterschieden im zugrunde liegenden Phänotyp, sagt Taylor. Es ist viel subtiler, als Sie vielleicht denken.

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