Новосибирские ученые выяснили, почему коровы не мерзнут зимой

Группа ученых новосибирского Института цитологии и генетики (ИЦиГ) СО РАН под руководством профессора британского Королевского ветеринарного колледжа Дениса Ларкина выявила участки генома коров, позволяющие им приспосабливаться к сильным морозам.

Как рассказал "РГ" пресс-секретарь ФИЦ ИЦиГ СО РАН Георгий Батухтин, в перспективе эта работа поможет адаптировать высокопроизводительные породы скота к северным широтам. Известно, что локальные породы коров, хорошо адаптированные к сибирскому климату, не обладают высокой продуктивностью. А ценная интернациональная голштинская порода теряет в этом показателе, оказавшись в условиях холодных регионов из-за проблем с акклиматизацией.

- Голштинская порода, которая сейчас разводится в десятках стран мира, первоначально была выведена в Голландии. Поэтому эти животные лучше всего себя чувствуют при температуре воздуха от +5 до +20 по Цельсию, - поясняет Денис Ларкин. - Однако в большинстве российских регионов значительную часть года температура воздуха гораздо ниже, что негативно сказывается на здоровье весьма дорогих племенных животных.

По словам специалистов, с такой проблемой сталкиваются многие отечественные животноводческие хозяйства, особенно в восточной части России. Современные биотехнологии могут прийти на помощь животноводам, разработки позволяют достаточно быстро переносить уникальные генетические мутации, выработанные в ходе адаптации от одной породы к другой. Но сначала нужно найти локальные породы, обладающие набором необходимых мутаций, и определить конкретные гены, отвечающие за холодоустойчивость организма этих коров.

- Феноменальную адаптацию к холоду имеет самая северная порода скота в мире - якутская, центр разведения которой находится вблизи северного полюса холода, - отметил ведущий научный сотрудник ФИЦ ИЦиГ СО РАН, кандидат биологических наук Николай Юдин. - Анализ ДНК якутских коров по более чем ста тысячам позиций позволил выявить уникальные районы их генома, которые могут быть непосредственно связаны с адаптацией к холодному климату.

Так, четкие следы отбора были обнаружены в районе гена, отвечающего за восприятие нервными клетками сигналов боли и холода. Подобные мутации встречаются и у человека, при этом они вызывают наследственное заболевание, при котором организм не ощущает боли и температуры окружающей среды. А для якутских коров это стало адаптивным механизмом, пониженная чувствительность к холоду помогает им спокойно переносить морозы даже при минус 50 градусах.

Также новосибирские ученые провели эксперимент на двухстах сибирских герефордах в Алтайском крае. Каждому животному в ушной канал был введен специальный датчик, который позволил удаленно собирать информацию о состоянии коровы. Если животное мерзло, соответствующая информация поступала ученым. Сигнал о температуре тела животного шел через каждые 15 минут, таким образом исследователи наблюдали за стадом в течение двух недель.

После этого у коров взяли кровь и выделили ДНК, которая как и в случае с якутской породой была проанализирована по ста тысячам позиций. Эти результаты были сопоставлены с мониторингом температурного состояния, полученного при помощи датчиков. В результате ученым удалось выделить два гена, ассоциированные с поддержанием температуры тела на морозе. Белок, кодируемый в одном из этих генов, передает сигналы возбуждения между нервными клетками в центре головного мозга, отвечающего за терморегуляцию.

Сейчас генетики исследуют уже не отдельные позиции внутри генома, а полные последовательности в ДНК российских пород скота. Эта работа позволит увидеть новые генетические маркеры устойчивости к холоду, которые могут быть использованы в селекционной работе.