U Srbiji se sve više priča o genomskoj analizi i genomskoj selekciji. Istovremeno, jedan mali broj mlečnih farmi u Vojvodini, već nekoliko godina koristi rezultate genomskog testiranja ženskog podmlatka u praktičnoj selekciji.
Cilj ovih tekstova je da pomogne srpskim domaćinima da lakše razumeju šta je genomska analiza i selekcija, zašto je koristimo, kada i kako je treba koristiti i šta njenim korišćenjem možemo postići.
Prvo ću pokušati da objasnim osnovne termine vezane za ovu temu.
Genom je skup svih gena koji se nalaze u jednoj ćeliji organizma. Geni su nasleđeni delovi DNK lanca koji sadrže informacije za izgradnju proteina i drugih molekula koji su neophodni za normalno funkcionisanje organizma. Ukratko, genom je uputstvo koje neki organizam koristi kako bi izgradio sam sebe. Čitanjem tog uputstva možemo predvideti kako će se organizam razviti i šta će biti sposoban da radi. Genomska analiza je, upravo, proces “čitanja” genoma radi dobijanja informacija o tome kako će organizam sebe da izgradi i koje će osobine da ispolji, dok je genomska selekcija način odabira životinja koja se zasniva na tumačenju rezultata genomske analize. Dakle, odabir (genomsku selekciju) vršimo na osnovu rezultata “čitanja” (genomske analize).
Prvi korak u procesu genotipizacije je uzimanje uzorka. Naš tim uzima uzorak hrskavice ušne školjke uz pomoć posebno dizajniranih klešta i TSU kitova. Inače, mogu se uzeti uzorci i drugih tkiva, obično dlake, krvi ili semena. Na slikama ispod možete videti kako klešta i kit izgledaju i kako kolege uzimaju uzorak.
TSU kit sa tkivom hrskavice se pakuje u pojedinačne kesice, obeležava i povezuje sa brojem ušne markice. Svi uzorci se, zajedno sa podacima o poreklu životinja od kojih je uzorak uzet, šalju u referentnu laboratoriju u kojoj će se analizirati.
Kada uzorci stignu u laboratoriju iz njih se izdvaja DNK od drugih ćelijskih komponenti. Zatim se lanac DNK razbija na manje fragmente i čita se raspored nukleotida koji čine lanac – ovaj se proces naziva sekvenciranje DNK. Sledeći korak je spajanje miliona podataka dobijenih sekvenciranjem delova DNK u kompletan genom – ovaj proces se zove sastavljanje genoma. U genomu se identifikuju geni i drugi faktori koju utiču na njihovo ispoljavanje (anotacija genoma). Kada je genom formiran, a geni locirani pristupa se uporednoj matematičkoj i statističkoj analizi uzorka sa drugim genomima životinja iste rase. Traže se varijacije ili mutacije gena koje utiču na ispoljavanje nama interesantnih ili ekonomski važnih osobina. Prostim rečima, uporedjujemo ono što piše u genomu teleta sa onim što piše u drugim genomima životinja iste rase koje su već testirane i imale laktacije (postoje podaci o njihovoj proizvodnji, izgledu, zdravstvenim i funkcionalnim osobinama ili podaci o njihovim ćerkama u slučaju bikova) kako bi, sa određenom verovatnoćom, predpostavili o kakvom se genetskom potencijalu radi.
Konačni korak je interpretacija genomskih podataka i njihova primena u programima selekcije i oplemenjivanja, kao i razvoj efikasnijih strategija odgoja radi poboljšanja produktivnosti, ekonomičnosti i kvaliteta stada. O praktičnim načinima primene genomske analize na farmama ćemo pričati u sledećem tekstu.
Vladan Ćirić, jun 2023