تأثير جين SPINK5 على ميكروبيوتا الكرش في الأبقار الحلوب
أظهرت دراسة حديثة شملت 603 أبقار هولشتاين مرضعة عبر خمس مزارع أن جين SPINK5 يعد عاملًا مهمًا في تنظيم ميكروبيوتا الكرش وعمليات التخمر. البحث، الذي نُشر في npj Biofilms and Microbiomes، يبرز كيف تسهم الجينات المضيفة في اختلافات المجتمعات الميكروبية في الكرش.
دمجت الدراسة بين بيانات الجينوم وميكروبيوم الكرش ومعايير التخمر. وُجد أن التجمع الجيني يؤثر بشكل كبير على بنية وتنوع المجتمع الميكروبي في الكرش. حدد الباحثون 54 نوعًا ميكروبيًا قابلًا للوراثة وأشاروا إلى أن تركيزات الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة (SCFA) المعتدلة كانت مرتبطة بارتفاع الترابط داخل الشبكات الميكروبية.
كشف تحليل ارتباط الجينوم عن نقطة ساخنة على الكروموسوم 7 مرتبطة بتركيزات البوتيرات والبروبيونات. هذا التحليل أعطى الأولوية لجين SPINK5 كأقوى جين مرشح. تم التعبير عن جين SPINK5 بشكل خاص في الظهارة الحرشفية الطبقية للكرش، مما يلعب دورًا في التقرن الظهاري ونفاذية الحاجز.
أظهرت التجارب الإضافية أن تقليل جين SPINK5 يزيد من التعبير عن الجينات المتعلقة بالتقرن ويعزز خصائص الحاجز الظهاري. على العكس، أدى الإفراط في التعبير عن SPINK5 إلى زيادة نفاذية الظهارة. هذا يشير إلى آلية جديدة من خلالها تنظم متغيرات SPINK5 النظام البيئي للكرش عبر محور توازن الحاجز الظهاري والأحماض الدهنية قصيرة السلسلة.
تقدم النتائج علامات قابلة للتنفيذ للاختيار الجيني المستهدف للميكروبيوم، مما يمكن أن يعزز كفاءة التخمر، يقلل انبعاثات الميثان، ويحسن الأداء العام للألبان. تم دعم هذا البحث من قبل البرنامج الوطني الرئيسي للبحث والتطوير في الصين و صناديق البحوث الأساسية للجامعات المركزية.
