Resistenza dei pesci alle malattie, qualità della carne: queste caratteristiche essenziali per i piscicoltori ed i consumatori dipendono dall’espressione di un gran numero di geni. La genomica detta “funzionale” permette un approccio globale di funzioni fisiologiche che coinvolgono numerosi geni. I ricercatori dell’INRA hanno così costituito una collezione di geni che sono espressi in vari organi della trota o in varie situazioni fisiologiche. Parallelamente, i ricercatori sono al lavoro per elaborare la mappa del genoma della trota.  Quest’attività di genomica detta “strutturale”, facilita la localizzazione di regioni cromosomiche o di geni che sono determinanti per certi caratteri d’interesse acquicolo, e sarà valorizzata nel campo della selezione genetica. La trota è una delle quattro specie studiate nel programma di genomica animale AGENAE. Essa costituirà così la specie modello per i pesci.

 L’approccio di genomica funzionale

Lo scopo della genomica funzionale è di caratterizzare i profili d'espressione non più solo di uno o due geni, ma di parecchie migliaia di geni, e ciò in modo simultaneo. I risultati di queste analisi apportano una conoscenza globale sulle reti di attivazione dei geni, sulle loro interazioni, nonché sulle loro regolazioni (nozione di rete genica). Questi procedimenti di ricerca  si fondano su un certo numero di strumenti e d’informazioni di base, particolarmente difficili e costosi da ottenere (collezione di geni ordinata e caratterizzata mediante sequenziamento parziale di questi geni).

E’ stata costruita una collezione di geni espressi nella trota arcobaleno (Oncorhynchus mykiss). Questa collezione è rappresentativa di un gran numero di tessuti (fegato, cervello, muscolo, sangue, intestino, organi sessuali, tessuto adiposo, ipofisi, e rene) e di situazioni fisiologiche (stress, infezioni virali, trattamenti...). A partire da questa collezione, benché incompleta, è possibile produrre dei supporti contenenti un gran numero di geni diversi della trota. Questi supporti (membrane o lamine di vetro) chiamati macro o micro griglie ( macro o micro-arrays) sono lo strumento di base che permette di analizzare l’espressione simultanea di questi insiemi di geni nelle varie condizioni fisiologiche. Quest’analisi richiede anche notevoli mezzi informatici di competenza di un’equipe di bio-informatici dedicati al programma AGENAE.

I progetti finalizzati che utilizzeranno queste risorse riguarderanno ad esempio: la resistenza alle malattie, lo sviluppo muscolare e la qualità della carne, il controllo dell’attività sessuale in acquacoltura, la maturazione sessuale e la qualità dei gameti, l’utilizzazione ottimale dei prodotti vegetali nell’alimentazione dei pesci, la sensibilità dei pesci agl’inquinanti, la ricerca di indicatori di benessere animale.

L’approccio di genomica strutturale

La genomica strutturale mira a costituire delle mappe del genoma. Si fonda su strumenti che permettono di pervenire ad una descrizione sempre più precisa della struttura del genoma della specie. La prima tappa di questo lavoro di ricerca è la mappa del genoma e consiste nel delimitare il genoma con un gran numero di marcatori (porzioni del genoma che servono da punti di reperimento) e nel misurare le distanze tra questi marcatori. La tappa ultima è il sequenziamento dell’insieme del genoma.

Un primo programma intrapreso sulla trota arcobaleno consiste nello stabilire una carta di marcatori genetici. La cartografia genetica della trota arcobaleno, a cui contribuisce l’INRA, è iniziata nel 1997 nel quadro del progetto europeo ed è ancora in corso. Sono attualmente già collocati sul genoma di questa specie circa 400 - 500 marcatori.

La rete di marcatori così costituita può essere utilizzata per identificare delle regioni implicate in determinati caratteri d’interesse e a cui si dà il nome di QTL (Quantitative trait locus). La mappa del genoma consente anche di ricercare nei QTL, dei “geni candidati” capaci di spiegare certi caratteri identificati. I ricercatori lavorano attualmente alla messa a punto di uno strumento di cartografia più potente, la carta di ibridi da irradiazione (RH) che permette una localizzazione molto precisa di QTL e l’identificazione di geni-candidati.

I marcatori del genoma sono molto utili in selezione. Essi permettono di trovare facilmente e precocemente, fra i discendenti di un incrocio, gl’individui portatori della combinazione di geni ricercata: si tratta della selezione assistita da marcatori.

Per ulteriori informazioni:
Yann Guiguen (membro del Comitato scientifico):
e-mail: guiguen@beaulieu.rennes.inra.fr

fonte:  www.inra.fr

03/09/03