Projekt


‘Epigenetik, molekulare Pfade und Datenintegration zur Ableitung biologischer Netzwerke im Zusammenhang mit Myo-Inositol und P-Verwertung bei zwei hochleistenden und genetisch unterschiedlichen Legehennenlinien’

Kontakt: Dr. Siriluck Wimmers

Laufzeit: 2022-2025

Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft, DFG WI 3719/8-2 / AOBJ: 680776

Zusammenfassung:
In der ersten Förderperiode wurden bei für Phosphorverwertung (PU) divergenten Wachteln miRNAs identifiziert, die Wirt-Mikrobiom-Interaktionen vermitteln. Die Integration von phänotypischen, Transkriptom- und Mikrobiom-Daten zeigte genetisch regulierte mRNAs und miRNAs und Mikroben, die mit PU in Verbindung stehen. Mit Fokus auf zwei hochleistende, genetisch unterschiedliche Legelinien wurden miRNA- und Zieltranskriptprofile bei variabler diätetischer Mineralstoffversorgung und in verschiedenen Produktionsperioden analysiert. Viele miRNAs und ihre Zieltranskripte veränderten sich über die Produktionsperioden hinweg, besonders zwischen 16-24 Lebenswochen. Zwischen den Linien differenziell exprimierte miRNAs und ihre Ziel-mRNAs vermittelten die Regulation molekularer Wege des Energiestoffwechsels und mitochondrialer Funktionen in der einen Linie, während in der anderen Linie eine Modulation von Immun- und Entzündungswegen auftrat. Die laufende Integration von Omics-Daten zeigte wichtige molekulare Treiber der P-Homöostase entlang der Lebensspanne und differenziert zwischen den Legelinien an. Die identifizierten funktionellen regulatorischen Pfade und molekularen Signaturen des Inositol-Phosphat-, Myo-Inositol- und P-Metabolismus sowie spezifische molekulare Marker werden in der nächsten Projektphase genutzt. Darüber hinaus beobachteten wir Unterschiede in der Genaktivität, die nicht nur genetisch (Linien) begründet waren, sondern auch auf Veränderungen auf epigenetischer Ebene hinwiesen, mit signifikanten Veränderungen in Transkripten von Schlüsselenzymen der DNA-Methylierung und Histon-Deacetylierung. Daher werden epigenetische Modifikationen untersucht, um in die Interaktionen zwischen Wirt und Darm-Mikrobiota in verschiedenen Produktionsperioden und in beiden Stämmen zu beleuchten. Die Eingrenzung des Zeitfensters von der Junghenne zur Legehenne zweier Linien, liefert tiefere molekulare Einblicke in den Inositolphosphat-Stoffwechsel in dieser kritischen Phase. Darüber hinaus, kann die vollständige Entfernung von mineralischem P aus dem Futter und MI-Zulage, Veränderungen nicht nur auf physiologischer, sondern auch auf molekularer Ebene hervorrufen. Einzelzell-Transkriptanalysen, die ein klareres Bild zur Identifizierung von Zelltypen im heterogenen Darmgewebes liefern, spiegeln die spezifische zelluläre Aktivität wieder, die die P-Verwertung und den Metabolismus zwischen den Legelinien beeinflusst. Schließlich wird die Integration von Daten aus verschiedenen Omics-Ebenen, metabolischen und physiologischen Messungen, die in der Forschungsgruppe gewonnen wurden, mit modernen Ansätzen wie supervised und unsupervised machine learning durchgeführt, um die Schritte der Multi-OMICs-Integration zu ergänzen und die Assoziationen zwischen metabolischem Phänotyp, genetischer Variation, epigenetischen Mechanismen, Nährstoffaufnahme und Wirts-Darm-Mikrobiota weiter zu charakterisieren.