Международная группа ученых во главе с исследователями из Пенсильвании определила гены, которые могут помочь фермерам, особенно в странах с низким и средним уровнем дохода, разводить цыплят, способных противостоять одной из самых серьезных болезней, с которыми сегодня сталкивается домашняя птица..
В ходе исследования исследователи обнаружили, что набор генов, по-разному выраженный у двух пород кур, может в той или иной степени бороться с болезнью Ньюкасла, вирусом, который препятствует птицеводству во всем мире.
Выявление генов, которые помогают цыплятам выжить при болезни Ньюкасла, может помочь в разработке стратегий разведения, которые будут производить более устойчивые и продуктивные стада, по словам Вивека Капура, профессора зоотехники и заместителя директора Huck Distinguished Chair in Global He alth. из Института наук о жизни Хака и член Института кибернаук, все в Пенсильвании.
Эти местные экотипы кур бегают по задним дворам в течение сотен лет, даже несмотря на постоянное воздействие болезни Ньюкасла, так что с точки зрения эволюции есть что-то врожденное, что позволило им выжить в этой среде, где болезнь носит эндемический характер», - сказал Капур. «Тем не менее, птицы, которых разводят для высокой продуктивности, как в странах с высоким уровнем дохода, - они очень быстро прибавляют в весе, производят много яиц - не учитывались для их выживания в присутствии инфекционных заболеваний, потому что обычно компромисс между повышенной устойчивостью к болезням и производством яиц или мяса. Используя геномику и сложные аналитические инструменты, мы задались вопросом, существуют ли различия в специфических генах, экспрессируемых у домашних кур, которые являются маркерами более низкой восприимчивости к вирусной инфекции болезни Ньюкасла».
Если болезнь Ньюкасла присутствует в стаде, результат может быть разрушительным, по словам Меган А. Шиллинг, ведущего автора исследования и недавно защитившей докторскую диссертацию по программе молекулярных, клеточных и интегративных биологических наук в Penn State Huck Institutes of the Life Sciences.
«Болезнь Ньюкасла является важным патогеном для домашней птицы», - сказал Шиллинг. «Возможно, вы мало слышали об этой болезни в США, поскольку она, как правило, хорошо контролируется, но она эндемична во многих африканских и азиатских странах. значительное экономическое бремя, особенно для мелких фермеров».
Вакцина от этой болезни существует, но она не используется во многих странах, поскольку связанные с этим логистика и затраты часто делают нецелесообразным использование вакцины для защиты небольших стад во многих странах, сказал Капур.
Если у вас на заднем дворе, например, 20 цыплят, вам сначала нужно найти кого-то, кто придет и даст вакцину вашему стаду, и весь этот процесс сопряжен с затратами, и, кроме того, вакцина должна быть быть доступным», - сказал Капур. «Поэтому барьеры, как реальные, так и воспринимаемые, довольно высоки для фермеров на заднем дворе, чтобы вакцинировать своих цыплят».
Исследователи, которые сообщили о своих выводах в недавнем выпуске журнала Scientific Reports, использовали инновационную технику для изучения врожденного иммунного ответа двух пород кур, файуми и леггорн. Вместо того, чтобы использовать исследования на животных или клеточные линии, исследователи использовали куриные эмбрионы. По словам Шиллинга, поскольку иммунная система цыпленка становится жизнеспособной в яйце до вылупления, у исследователей есть окно для изучения генов иммунной системы, что дает несколько преимуществ по сравнению с другими методами.
«Как правило, эти типы исследований либо проводятся на клеточных линиях, что очень важно для продвижения в нашем понимании науки, но они не фиксируют реакцию всего организма на патоген», - сказал Шиллинг.«С другой стороны, у вас есть исследования на животных, которые являются дорогостоящими, и вы включаете много животноводства, а биобезопасность является фактором, и все это может уменьшить размер вашей выборки только из-за этих стоимостных или логистических ограничений».
Хотя болезнь Ньюкасла в настоящее время не считается серьезной угрозой в Соединенных Штатах, по мнению исследователей, это может измениться для американцев, которые выращивают цыплят в качестве любителей, и для крупных птицеводческих предприятий. Недавняя вспышка ньюкаслской болезни в Южной Калифорнии привела к гибели более 1,2 миллиона цыплят.
Это исследование, которое финансировалось через Фонд Билла и Мелинды Гейтс в рамках Программы улучшения здоровья и продуктивности скота, является лишь частью более крупной исследовательской инициативы, сказал Капур.
В исследовательскую группу также входили: Сахар Мемари, студент бакалавриата биологии; Мередит Кавано, дипломированный научный сотрудник в области биотехнологии; Робаб Катани, научный сотрудник с докторской степенью и руководитель проекта Института наук о жизни Хака и Лаборатории прикладных исследований биологии и биобезопасности, и Джессика Радзио-Басу, ассистент научного сотрудника Института наук о жизни Хака и Лаборатории прикладных исследований биологии и биобезопасности, все штата Пенсильвания; Сьюзан Дж. Ламонт, Чарльз Ф. Кертис, заслуженный профессор зоотехники, и Мелисса С. Дейст, научный сотрудник, точные науки и бывший аспирант в области генетики и геномики, оба в Университете штата Айова; и Джорам Дж. Буза, профессор Школы биологических наук и биоинженерии Африканского института науки и технологий имени Нельсона Манделы.
Национальный институт сельского хозяйства и сельского хозяйства Министерства сельского хозяйства США также поддержал эту работу (присуждена Сьюзан Дж. Ламонт).