アグリゲノム, 細胞および分子生物学

地元の牛の品種をより強靭にする独自のバイオマーカーを検索

ワゲニンゲン大学のOPTIBOV、2024年度イルミナ農業大善イニシアチブ助成金を受賞

地元の牛の品種をより強靭にする独自のバイオマーカーを検索
Traditional Ankole cattle have adapted to their sub-Saharan environment in ways that many commercial breeds haven’t.
2024年7月29日

地球上のほぼどこでも家畜牛を見ることができますが、皆さんが見慣れている牛乳パックのマスコットのような見た目ではないかもしれません。特に家族経営の農場や小さな群れでは、牛の品種は地域によって大きく異なる場合があります。これらの地域品種は、多くの場合、生態系の温度や食糧供給に適応し、その害虫や病気に対する耐性が高くなります。

Holstein Friesianのような商業品種と比較しましょう。この象徴的な白黒の牛は、オランダ北部を原産とし、数千年にわたってその穏やかな海洋環境で、牛乳生産のために選択的に飼育されてきました。一見すると、ホルスタイン種は小規模酪農家が利益を最大化するためにできる最良の投資のように思えますが、ホルスタイン種は、体が備えていない病原菌が存在する暑い熱帯気候では、それほどうまく成長しません。また、農家が商業品種と地元の牛を交配すると、後の世代で元々の有益な特性が失われる可能性があります。

Richard Crooijmansは、地元の牛の品種には大きな可能性があり、その望ましい適応の秘密はゲノムにあると考えています。彼はオランダのワゲニンゲン大学の動物育種およびゲノミクス学の准教授で、プロジェクトリーダーであり、2024年のイルミナ農業グレーターグッドイニシアチブ助成金を受けた牛のシーケンスプロジェクトのOPTIBOVの6名の主任研究者の1人です。

ゲノムにおける環境適応の秘密を読む

OPTIBOVプロジェクトの目的は、異なる緯度に生息する牛の品種のゲノムを詳細に解析し、各環境ストレス、特に気候変動による気温上昇や新たな疾病への適応を可能にするバイオマーカーを特定することです。Crooijmans氏は次のように説明しています。「人間は世界を急速に変化させており、動物はそれに対処しなければなりません。通常、適応の範囲は非常に緩やかですが、過去50年間で、動物は気温の上昇に対処するために、はるかに速いペースで適応する必要がありました。」

このプロジェクトのサイエンティストは、6か国で640頭の牛の血液、牛乳、排泄物、鼻腔スワブからDNAサンプルを収集しました。フィンランド、オランダ、ポルトガル、エジプト、ウガンダ、南アフリカなど 各国の動物のうち5頭は商業用の品種で、残りは地元の群れからのものでした。また、動物の食事の質と量、健康状態、動物とその周囲の温度に関する情報も収集しました。

彼らはすでにイルミナのテクノロジーを使用してこのデータのシーケンスを開始しています。この助成金の支援を受けて、このデータを解析するために追加の博士課程の学生を募集したいと考えています。動物のゲノムだけでなく、採取したサンプルに含まれるすべての情報も調査する予定です。これには、動物の腸内および気道内微生物叢、ならびに存在するウイルスまたはその他の感染性病原体の組成が含まれます。これにより、総合的な強靭性に寄与している要因がより明確に把握できるでしょう。

最終的に、OPTIBOVは、発見したすべての適応バイオマーカーをまとめたメタデータ解析を作成します。一塩基多型、構造変異、遺伝子コードへの挿入および欠失、さらにエピジェネティクス、つまり環境要因によって遺伝子の発現がどのように変化したかについても調べます。

この情報があれば、小規模農家はどの牛を購入し、飼育すれば良いかをより正確に把握でき、牛の健康と寿命を損なうことなく、生態系に適合した形で牛の生産性を向上させることができるようになります。

OPTIBOVは、欧州連合とアフリカ連合の国々による長期的なパートナーシップであるLEAP-Agriコンソーシアムが実施する27のプロジェクトのうちの1つです。LEAP-Agriは、2016年にAU-EUの科学、技術、イノベーションに関するハイレベルな政策対話によって開始され、国連の持続可能な開発目標2に貢献し、「飢餓を終わらせ、食糧安全保障と栄養改善を達成し、持続可能な農業を推進します。」

食品の安全性はより健康的なコミュニティを構築します

イルミナのサステイナビリティの統合に焦点を当てた企業の社会的責任プログラムの一環として、Agricultural Greater Good Initiative助成金は、2011年から毎年、食糧安全保障と持続可能性の研究を支援するプロジェクトに授与されています。この賞は、OPTIBOVが小規模農家の家畜管理における意思決定に有益な情報を提供する潜在的価値を持つことを評価しています。

Crooijmansは、世界各地の伝統的で地域特有の牛の品種を保全することの重要性を強く信じています。彼は、特定の生態系において回復力のある動物を選択的に育てることは長期的な投資であることは認識しています。しかし、どのようなバイオマーカーを探し求めているのか、そして遺伝子変化の影響を理解すればするほど、投資は成功するでしょう。農家にとって、これは来年解決できる課題ではないことを現実的に理解する必要がありますが、この情報があれば、知識の応用を進めることができます。何が手に入るかを見る必要があります。」

特にアフリカの小規模農家にとって、強くて健康な動物を飼うことは、家族を養い、子供たちを学校に通わせるための経済的な基盤となります。このプロジェクトによって牛の寿命が延び、生産性の高い生活が送れるようになれば、有益な効果は地域社会や社会全体に波及することになります。

「私は表現型も分子レベルも、さまざまな変異があるのが好きなんです」と、Crooijmansは述べています。だからこそ、私は地元の品種に非常に関心があると考えていますが、まだ過小評価され、研究が進んでいません。将来のために、それらを保全する必要があります。これらの動物がそこにいるのは偶然ではありません。動物はすでに過去にさまざまな困難を乗り越えて生き延びてきたのです。」◆