Tilbake til søkeresultatene

BIOTEK2021-Bioteknologi for verdiskaping

KSP-S: Cataloging and utilizing structural variants in DNA to improve sustainability of Norwegian livestock production

Alternativ tittel: Beskrivelse og anvendelse av strukturelle varianter i DNA for økt bærekraft i norsk husdyrproduksjon (CAUSATIVE)

Tildelt: kr 9,8 mill.

Hos storfe og griser har den langsomme overgangen fra vill til tam status tatt århundrer. De siste tiårene har overgangen akselerert ved at spesialiserte avlsbedrifter begynte å distribuere sæd fra et lite antall overlegne individer, målt på vekstrater, fruktbarhet og føyelighet osv. i deres avkom. Disse tradisjonelle egenskapene blir nå supplert med nyanserte trekk som melkesammensetning og anlegg for arvelige lidelser, og avlsbedrifter vet nå at analyse av DNA kan brukes til å identifisere mutasjoner assosiert med både ønskede og uønskede egenskaper. Dette muliggjør identifisering av velegnede okser og råner mens de fremdeles er veldig unge. Den vanligste analytiske tilnærmingen innebærer å måle tusenvis av små variasjoner i DNA som kalles enkeltnukleotidpolymorfier: SNPer. Det spesifikke SNP-fingeravtrykket et dyr har kan forutsi dyrets genetiske verdi og tillate avlsbedrifter å lage en katalog med overlegne individer. Mens SNPer er enormt nyttige, påvirker to viktige faktorer deres prediktive styrke og nøyaktighet. For det første kan informasjon i disse små variasjonene ikke brukes til å måle store strukturelle variasjoner (SV) i DNA, som kan være ekstremt innflytelsesrik på et dyrs biologi. For det andre benytter verktøyene som brukes til å tolke SNPs fingeravtrykk DNA-informasjon fra raser utviklet i USA eller Storbritannia, og overser egenskaper som er unike for norske raser, og svekker vår analytiske kraft. CAUSATIVE vil løse disse begrensningene ved å utvikle representasjoner av DNA i norske storfe- og griseraser som fanger SV fra flere individer. Disse dataene vil forbedre nøyaktigheten og presisjonen ved beregning av genetisk verdi basert på SNP, tillate oppdrettere å innlemme kunnskap om SV i evalueringene (noe som har blitt oversett frem til nå) og forstå mer om hvordan et dyrs DNA-kode påvirker dyrets biologi og helse.

For centuries, farmers bred superior livestock by observing how particular individuals, or their offspring, perform in terms of growth, fertility etc. In recent decades, the challenge of producing superior animals has been addressed by breeding companies by implementing elaborate systems to methodically record production traits. By considering this information within a known pedigree structure, it was possible to ensure that animals with superior potential were maintained and used for breeding. This success is based on the fact that genetic variation explains (to varying degree) trait variation. Over the last 10 years, breeding companies have transitioned towards genetic testing as a strategy to measure individual genetic variation with unprecedented accuracy; so called SNP genotyping. Combined with extensive measurement recordings and classical methodology this has allowed them to significantly improve multiple traits simultaneously, and today thousands of cattle and pigs are genetically tested each year and their genetic value calculated. Unfortunately the entire approach is founded on testing one specific type of genetic variation and disregards the important class structural variants (SVs) present in all genome. Moreover, all analysis is founded on a gold-standard reference genome representing a single individual from non-Norwegian breeds. In CAUSATIVE, scientists at NMBU and from Norwegian breeding companies (Geno and Norsvin) will use state-of-the-art sequencing and bioinformatic tools to build novel reference genomes for Norwegian breeds that capture all structural variations present in the population. Breeding companies will use these resources to improve their ability to calculate breeding values and to find ways to select for SVs that until now have been invisible in SNP genotyping data. Finally, we will use our new understanding of genome architecture to identify SVs associated with increasing sustainable production.

Aktivitet:

BIOTEK2021-Bioteknologi for verdiskaping