El gen SPINK5 regula la microbiota del rumen en ganado lechero
Un estudio reciente que involucró a 603 vacas Holstein en lactación en cinco granjas ha identificado al gen SPINK5 como un factor significativo en la regulación de la microbiota del rumen y los procesos de fermentación. La investigación, publicada en npj Biofilms and Microbiomes, destaca cómo la genética del hospedador contribuye a las variaciones en las comunidades microbianas del rumen.
El estudio integró datos genómicos con parámetros del microbioma y la fermentación del rumen. Se encontró que la agrupación genética influye significativamente en la estructura y diversidad de la comunidad microbiana en el rumen. Los investigadores identificaron 54 taxones microbianos hereditarios y observaron que concentraciones moderadas de ácidos grasos de cadena corta (SCFA) estaban vinculadas a alta conectividad dentro de las redes microbianas.
Un análisis de asociación a nivel del genoma identificó un punto crítico en el cromosoma 7 asociado con las concentraciones de butirato y propionato. Este análisis priorizó a SPINK5 como el gen candidato más fuerte. El gen SPINK5 se expresó específicamente en el epitelio escamoso estratificado del rumen, desempeñando un papel en la queratinización epitelial y la permeabilidad de la barrera.
Experimentaciones adicionales mostraron que la reducción de SPINK5 aumentó la expresión de genes relacionados con la queratinización y mejoró las propiedades de la barrera epitelial. Por el contrario, la sobreexpresión de SPINK5 resultó en un aumento de la permeabilidad epitelial. Esto sugiere un nuevo mecanismo por el cual las variantes de SPINK5 regulan la microecología del rumen a través del eje de homeostasis de la barrera epitelial-SCFA.
Los hallazgos presentan marcadores accionables para la selección genómica dirigida al microbioma, lo que podría potencialmente mejorar la eficiencia de la fermentación, mitigar las emisiones de metano y mejorar el rendimiento lechero en general. Esta investigación fue apoyada por el Programa Nacional de Investigación y Desarrollo de China y los Fondos de Investigación Fundamental para las Universidades Centrales.
