Китайские учёные создали первый в мире клеточный атлас молочного скота

Китайские исследователи успешно создали многотканевый атлас экспрессии генов на уровне отдельных клеток для молочного скота. Этот прорыв позволяет лучше понять генетические механизмы ключевых признаков и продвигает точное разведение животных, а также исследования человеческих заболеваний.

Исследование было проведено командой Китайского сельскохозяйственного университета в сотрудничестве с несколькими отечественными и международными учреждениями. Результаты работы недавно опубликованы в журнале Nature Genetics.

Как пояснил профессор Колледжа зоотехники и технологий Китайского сельскохозяйственного университета Сунь Дунсяо, традиционные исследования в основном фокусировались на экспрессии генов на уровне тканей, что затрудняло объяснение того, как различные типы клеток взаимодействуют для регулирования важных признаков у молочного скота, таких как производство молока, репродукция и устойчивость к заболеваниям.

Используя технологию секвенирования РНК отдельных клеток, команда проанализировала 59 типов тканей от нескольких голштинских коров. Они идентифицировали около 1,79 миллиона высококачественных клеток и аннотировали 131 различных типов клеток, охватывающих семь основных линий — от иммунных клеток до половых клеток.

Интегрировав свои данные с полногеномным исследованием ассоциаций 16 000 молочных коров, исследователи обнаружили, что возбуждающие нейроны значительно связаны с выходом молочного жира и составом молочных жирных кислот. Кроме того, амакриновые клетки сетчатки и клетки скелетных мышц также связаны с профилями молочных жирных кислот. Эти открытия предоставляют новые возможности для улучшения производства молока.

Исследование также включает углубленный анализ эпителиальных клеток молочной железы, классифицируя их на восемь подтипов и выявляя, что определенные подтипы тесно связаны с биосинтезом молока.

Учёные также расшифровали клеточную гетерогенность четырёх камер желудка коровы, выявив функциональное сходство между желудками жвачных животных и эпителиальными клетками человеческого желудка.

Исследователи также сделали несколько новых открытий относительно здоровья и заболеваний молочного скота.

«Это исследование заполняет пробел в биологии отдельных клеток коровы, предоставляя фундаментальные данные для генетической селекции крупного рогатого скота, иммунологических исследований и сравнительной биологии», — сказал Сунь, добавив, что техническая дорожная карта и аналитическая структура также могут служить ориентиром для исследований других видов скота и птицы.

Это достижение открывает новые перспективы не только для сельского хозяйства, но и для медицины. Понимание клеточных механизмов у коров может помочь в изучении аналогичных процессов у человека, особенно в области пищеварения и метаболизма.