Quali sono i geni che regolano il metabolismo?

Combinando genomica e metabolomica, sono stati identificati centinaia di geni che regolano il metabolismo e aprono nuove prospettive nell’ambito della fisiologia di base e della nutrigenetica. E' il risultato dello studio condotto nella specie suina, coordinato dal prof. Luca Fontanesi del Dipartimento di Scienze e Tecnologie Agro-Alimentari (DISTAL) dell'Università di Bologna, con il contributo dell’Animal and Food Genomics Group e di ricercatori di diversi Dipartimenti di Ateneo: il Dipartimento di Scienze Mediche e Chirurgiche (DIMEC), il Dipartimento di Scienze Statistiche (STAT) e il Dipartimento di Farmacia e Biotecnologie (FABIT).

La ricerca ha coinvolto a livello nazionale il sistema produttivo suinicolo, grazie alla collaborazione con l’Associazione Nazionale Allevatori Suini (ANAS), che ha messo a disposizione suini di diverse razze. Il suino è anche una importante specie modello oltre ad essere un animale di interesse zootecnico. Lo studio pone le basi per capire le relazioni tra genetica e metabolismo nei mammiferi in termini comparativi e per la sostenibilità delle produzioni animali.

I ricercatori dell’Università di Bologna hanno caratterizzato per la prima volta il metaboloma del suino mettendolo in relazione con la variabilità genetica. Questo approccio ha permesso di utilizzare il livello dei metaboliti nel sangue come fenotipi molecolari e utilizzare questa informazione per identificare i geni che influenzano il metabolismo. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Genetics Selection Evolution con il titolo “Merging metabolomics and genomics provides a catalog of genetic factors that influence molecular phenotypes in pigs linking relevant metabolic pathways”.

“Questo studio ha messo a disposizione nuovi fenotipi molecolari che ci permettono di frazionare i processi biologici di base che determinano importanti caratteristiche produttive nel suino, quali la velocità di accrescimento, l’efficienza nell’utilizzo dei mangimi, il deposito di grasso nei tessuti e il comportamento degli animali. Questi sono caratteri molto importanti per aumentare la sostenibilità delle produzioni suinicole. Infatti, rappresentano gli obiettivi del miglioramento genetico in suinicoltura che mira a ridurre l’impatto ambientale dell’allevamento e a migliorare il benessere animale”-  dice Fontanesi. - “Inoltre, lo studio apre nuove strade per unire genetica e nutrizione: mettendo in relazione diversi geni con il livello di molti metaboliti che sono anche importanti nutrienti, abbiamo posto le basi per applicazioni concrete nell’ambito della nutrigenetica, con la possibilità di fornire diete personalizzate sulla base del background genetico degli animali” continua Fontanesi. “Considerando anche che il suino è un importante modello animale, molto simile all’uomo in molti aspetti, i risultati ci permetteranno di capire meglio i meccanismi molecolari che portano a malattie metaboliche e all’obesità”.

"Lo studio ha prodotto big data genomici e metabolomici. Abbiamo costruito il primo catalogo di varianti genetiche che controllano il metabolismo nel suino, aprendo nuove strade per la ricerca di base, applicata e traslazionale". - commenta Samuele Bovo, ricercatore del DISTAL, primo autore di questo studio. - "Sono state anche applicate nuove metodologie di elaborazione di queste informazioni che permettono di ricostruire vie metaboliche non ancora conosciute, aprendo nuove strade per capire meglio le differenze genetiche tra razze suine".

La ricerca è stata possibile grazie a un approccio multidisciplinare che ha permesso l'integrazione di diverse competenze e strutture messe a disposizione dai ricercatori di vari ambiti disciplinari dell’Università di Bologna. Lo studio è stato realizzato nell’abito dei progetti Horizon Europe Re-Livestock, PigPhenomics, FEEDTHEPIG, HamCapture, PSRN SUIS.2 e Agritech Spoke 1.

Hanno partecipato, per l’Università di Bologna, Samuele Bovo, Anisa Ribani, Flaminia Fanelli, Giuliano Galimberti, Pier Luigi Martelli, Paolo Trevisi, Francesca Bertolini, Matteo Bolner, Rita Casadio, Stefania Dall’Olio, Maurizio Gallo, Diana Luise, Gianluca Mazzoni, Giuseppina Schiavo, Valeria Taurisano, Paolo Zambonelli, Paolo Bosi, Uberto Pagotto e Luca Fontanesi. Maurizio Gallo ha contribuito per ANAS.