Эпигенетический отпечаток как доказательство происхождения курицы, креветок и лосося

Ученые из Немецкого центра исследования рака (DKFZ) разработали новый метод обнаружения, который может выявить различия в условиях содержания животных, например, между органической курицей свободного выгула и промышленным животноводством. Так называемый эпигенетический метод основан на анализе характерных паттернов химических меток на геноме животных.

Вопрос происхождения продуктов питания становится все более важным аргументом для потребителей, особенно когда речь идет о продуктах животного происхождения и, следовательно, о благополучии животных. Новый подход анализирует характерный «отпечаток пальца» химических маркеров на геноме.

Наш генетический материал, ДНК, повсеместно усеян миллионами химических меток — так называемых метильных групп, которые выполняют важные биологические функции, решая, какие гены будут транслированы в белки. В отличие от стабильной последовательности строительных блоков ДНК, метильные метки могут присоединяться или удаляться в адаптации к биологическим потребностям. Совокупность этих обратимых контрольных элементов на геноме называется эпигенетикой.

Идеальной моделью для изучения влияния окружающей среды на метиллом (совокупность метильных меток) стал мраморный рак: все особи имеют идентичный геном (являются одним клоном), поэтому изучение изменений метилирования не искажается генетическими факторами. Используя специальную технику секвенирования ДНК, исследователи смогли однозначно идентифицировать популяции раков из разных частей мира, отличить животных из чистых или эвтрофных вод или лабораторного содержания, а также отследить временной ход адаптации паттерна метилирования при смене типа содержания.

Воодушевленные этими результатами, ученые успешно расширили анализ метиллома на животных, входящих в рацион человека, в сотрудничестве с компанией Evonik. Они смогли отличить креветок из разных хозяйств. Метиллом лосося из медленных рек отличается от такового у особей, живших в горных ручьях. У кур на паттерн метилирования влияли ферма и корм. «Условия окружающей среды и жизни оставляют специфический отпечаток в метилломе всех изученных организмов. У курицы свободного выгула он оказывается иным, чем у курицы из промышленного хозяйства», — говорит Франк Лико.

«Метильные отпечатки пальцев могут расширить возможности пищевого анализа как важный биомаркер. Однако секвенирование, как мы применили в этом исследовании, — это трудоемкая процедура, которую нельзя выполнять в пищевом анализе рутинно. Поэтому мы работаем с Evonik над разработкой тест-системы для анализа метиломного отпечатка, которая сможет найти широкое применение в лабораториях», — говорит исследователь DKFZ Сина Тёнгес.

Исследование опубликовано в журнале Environmental Epigenetics.