Schwerpunkt: „Reproduktionsmedizin“ - Tierärztliche Hochschule ...

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Klinik für Rinder und Institut für Tierzucht der TiHo
Institut für Tierzucht der Bundesforschungsanstalt für Landwirtschaft Mariensee (FAL)
Zentrum für Frauenheilkunde und Zentrum für Anatomie der Georg-August-Universität Göttingen
vanten Vorgängen beteiligt sind. Aus diesem Grund und der Gegebenheit,
dass die chromosomale Lokalisierung von OPN auf SSC8
mit der Position eines QTL für die Wurfgröße korrespondiert, wurde
das Gen auf seinen Einfluss auf die Wurfgröße untersucht. In zwei
Studien wurden signifikante Effekte einiger Allele eines mit OPN
gekoppelten Mikrosatellitenmarkers auf die Wurfgröße nachgewiesen.
Die Effekte des Leukemia Inhibitory Factor (LIF) auf SSC14 umfassen
Proliferation und Differenzierung von Zellen. Die essentielle
Rolle von endometrial synthetisiertem LIF auf Embryowachstum
und -implantation bei Mäusen lässt vermuten, dass dieses Gen
auch während der frühen Phase der Trächtigkeit beim Schwein
wichtige Aufgaben erfüllt. Diese Annahme wird durch die Entdeckung
der LIF Expression im Endometrium während der Zeit der
Embryoimplantation und das Vorhandensein von LIF Rezeptor
mRNA im porcinen Embryo gestützt. In einer Studie, die zum ersten
Mal den Einfluss des LIF Gens auf die Fruchtbarkeit beim Schwein
untersuchte, wurde für einen SNP im 3’-untranslatierten Bereich
des dritten LIF Exons eine signifikante Assoziation mit der Wurfgröße
nachgewiesen.
Die unterschiedlichen Resultate zwischen den verschiedenen Studien
zeigen die Schwierigkeiten, Resultate vorangegangener Studien
an einer anderen Population zu bestätigen. Selbst eine fehlende
Assoziation zwischen Kandidatengenpolymorphismus und Phänotyp
muss nicht bedeuten, dass das Genprodukt keine Bedeutung
bei der Regulierung des Merkmals hat. Vielmehr ergibt sich hieraus,
verschiedene Schweinerassen zu untersuchen und vor allem den
Stichprobenumfang groß genug zu wählen, um die Nützlichkeit
eines Markers für Zuchtprogramme, die die Steigerung der Wurfgröße
zum Ziel haben, beurteilen zu können.
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Die inkonsistenten Resultate lassen sich durch unterschiedliche
Stichprobengrößen und/oder unterschiedliche rasse- oder populationsspezifische
Allelverteilungen und das Vorhandensein unterschiedlicher
Mutationen in den einzelnen Genen erklären. Des Weiteren
wäre es denkbar, dass zwischen der ursächlichen Mutation
und dem untersuchten intragenischen Polymorphismus in dem
jeweiligen Kandidatengen unterschiedliche populationsspezifische
Kopplungsphasen vorliegen, welche durch Rekombination während
der Meiose verursacht wurden. Außerdem könnten epistatische und
pleiotrope Effekte dafür verantwortlich sein, dass ein Gen in einer
Population einen großen Effekt bewirkt, in einer anderen jedoch nur
einen kleinen.
Schlussfolgerungen
Für ein umfassendes Verständnis der Kontrolle der Reproduktion
beim Schwein ist es wichtig, in größerem Umfang weitere Kandidatengene
auf ihren Einfluss auf die Wurfgröße zu untersuchen. Bei
der Auswahl solcher Gene sind insbesondere Expressionsstudien
an Uterus, Plazenta und Embryonen vom Schwein hilfreich. Derartige
Untersuchungen wurden in den letzten Jahren in zunehmend
größerem Maßstab durchgeführt – was auf die Entwicklung neuer
Techniken, wie cDNA Microarrays, zurückzuführen ist. Als ergänzende
Auswahlkriterien dienen Informationen über die Funktion
orthologer Gene bei anderen Arten. Insbesondere für die Maus wurden
dank der Technik des Gen Knock-Outs viele Genfunktionen
aufgeklärt. Für eine Überprüfung des Einflusses dieser Gene auf
die Wurfgröße durch Assoziationsstudien wird die schnelle und kostengünstige
Entwicklung genetischer Marker wie SNPs und Mikrosatelliten
von großer Bedeutung sein. Die Markerdichte in der untersuchten
Region muss dabei so hoch sein, dass Effekte, die vom
untersuchten Gen ausgehen, von solchen Effekten unterschieden
werden können, die von eng benachbarten Genen ausgehen. Für
den Nachweis signifikanter Merkmalseffekte in Assoziationsstudien
ist weiterhin das Vorhandensein eines genügend großen Familienmaterials,
an welchem die neu entwickelten Marker genotypisiert
werden können, von hoher Bedeutung. Eine weitere Verbesserung
der Nachweisbarkeit von Effekten wird über die Genotypisierung
extremer Teilpopulationen – im Falle der Wurfgröße mit Sauen, die
stets eine große Anzahl lebend geborener Ferkel haben, und Sauen
mit einer stets kleinen Anzahl lebend geborener Ferkel – erreicht.
Für die ausgewählten Gene sind also umfassende Untersuchungen
auf DNA-, mRNA-, Protein- und Phänotyp-Ebene nötig. Hierbei werden
Techniken zur DNA Sequenzierung, Genexpressions- und
Mutationsanalyse eingesetzt, welche unter der Bezeichnung
‘functional genomics’ zusammengefasst werden. Das Ziel ist es,
diese Techniken so einzusetzen, dass möglichst viele Gene und
deren Produkte in ihren multiplen Wechselwirkungen untersucht
werden können. Die neuen Erkenntnisse aus solchen Studien werden
unser Verständnis von komplexen, d.h. von einer Vielzahl von
Genen gesteuerten, Merkmalen in Nutztierrassen erweitern. Hierdurch
sollte es dann möglich sein, die Anzahl der lebend geborenen
Ferkel und deren Überlebensrate beim Schwein zu steigern.