Гены и эффективность вакцинации: исследование на крупном рогатом скоте

Исследователи из Университета штата Южная Дакота (SDSU) изучают, влияют ли гены, которые наследует скот, на его реакцию на вакцинацию. Цель работы — получить новые знания для улучшения здоровья стад.

Руководитель исследования, доцент Майкл Гонда, вместе с аспирантом Синь Фан изучает отдельные гены и весь геном животных. Работа имеет значение не только для крупного рогатого скота, но и может углубить понимание реакции на вакцины у других видов, включая человека.

Проблема вариативности ответа

«Часто предполагается, что животные, как и люди, одинаково реагируют на вакцину. В реальности же существует огромная вариация: одни реагируют очень хорошо, другие — слабо, а часть популяции не отвечает на вакцину вовсе. Одна из целей моей лаборатории — определить, насколько эта невосприимчивость или различия в ответе контролируются генетикой, собственными генами животного», — поясняет Майкл Гонда.

Ход исследования

• Масштаб: За 2–3 года планируется вакцинировать около 1500 телят.
• Локации: Животные с кампуса SDSU, исследовательских станций (Cottonwood, Antelope, Cow Camp), а также стада из Университета штата Северная Каролина.
• Вакцина: Используется коммерческая вакцина против обоих типов вирусной диареи крупного рогатого скота (Bovine Viral Diarrhea, BVD).
• Оценка ответа: Через 25–30 дней после вакцинации с помощью иммуноферментного анализа (ELISA) измеряется уровень антител, выработанных иммунной системой. Это позволяет классифицировать ответ как сильный, умеренный, слабый или его отсутствие.

Генетический поиск

Основные задачи:

1. Определить, является ли реакция на вакцину наследуемой (имеет ли генетическую компоненту).
2. Найти конкретные гены или локусы, связанные с этой реакцией.

Предварительные данные уже указывают на наследственный характер ответа. Исследователи фокусируются на полиморфизмах — вариациях в последовательностях генов между разными животными. Особое внимание уделяется:

• Главному комплексу гистосовместимости (major histocompatibility complex) — ключевому для иммунной системы региону генома.
• Гену лептина (leptin gene), который, как считается, регулирует работу иммунитета. Полиморфизм в этом гене уже был связан с реакцией на вакцину против бешенства у крупного рогатого скота в других исследованиях.

Перспективы и применение

Если будет обнаружена генетическая компонента ответа на вакцину против BVD, возможно, те же гены будут задействованы и при других вакцинациях. Это открывает путь к поиску универсальных генетических маркеров.

«Одно из главных применений геномики — идентификация молекулярных маркеров в геномах для селекции животных по желательным признакам. Долгосрочная цель моих исследований — найти такие маркеры или гены, связанные с реакцией на вакцину. Тогда производители смогут отбирать животных с благоприятными аллелями этих маркеров, чтобы сделать своё стадо здоровее», — резюмирует Майкл Гонда.