Funktionelle Merkmale der Vitamin-D-vermittelten Mineralstoffverwertung und damit zusammenhängende physiologische Faktoren beim Schwein

• Antragsteller: Dr. Henry Reyer
• Fachliche Zuordnung: Tierzucht, Tierernährung, Tierhaltung
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 503753038

Die Mineralstoffe Phosphor und Calcium sind für die Mineralisation des Skeletts sowie für viele weitere metabolische und immunologische Prozesses essentiell. Im Rahmen der Homöostase sorgen endogene Regulationsprozesse für ein Gleichgewicht bei der Aufnahme, Verwertung, Speicherung und Ausscheidung von Phosphor und Calcium. Einige der Zusammenhänge in der komplexen Regulation des Mineralstoffhaushalts beim Schwein konnten durch Untersuchungen zur (i) physiologischen Anpassung nach Auslenkung der Phosphor- und Calciumversorgung und der (ii) genetischen Analyse von Phosphatkonzentrationen im Blut im Rahmen unserer eigenen Arbeit vertieft werden. Diese Erkenntnisse bilden die Grundlage für neue Hypothesen, insbesondere über die gewebeübergreifenden Funktionen des Vitamin D-Systems und die individuelle Variabilität auf der Ebene des Knochenstoffwechsels. Zur weiteren Aufklärung des genetischen Beitrags zur Variation im Mineralstoffhaushalt auf der Ebene von Vitamin-D-Metaboliten (Calcidiol, Calcitriol), Kollagenfragmenten (β-CTX, CICP) und extrazellulärer nicht-kollagener Knochenmatrix (Osteocalcin) im Blut werden genomweite Assoziationsanalysen (GWAS) durchgeführt. Zu diesem Zweck wird eine beprobte und genotypisierte Ressourcenpopulation des FBN verwendet. Im Projekt werden genomische Regionen und Kandidatengene mit Verbindung zur Mineralstoff-Homöostase abgeleitet. Mit der Erzeugung einer weiteren Schweinepopulation, bestehend aus Tieren der Deutschen Landrasse und Angler Sattelschweinen, erfolgt eine vertiefte Phänotypisierung zur Darstellung intrinsischer Prozesse der Mineralhomöostase Die Analytik umfasst Serum, Knochen, Urin und Faeces, um den Mineralstoff-turnover, Vitamin D-Metabolite, Marker des Knochenumsatzes sowie die Knochenzusammensetzung und -funktion zu quantifizieren. Die erhobenen Daten ermöglichen die Diskriminierung diskordanter Tiere in Bezug auf die Vitamin D-vermittelten Mineralstoffverwertung. Dieses Subset an Tieren bildet die experimentelle Grundlage für weiterführende Analysen zur Feinkartierung von genetischen Determinanten der Mineralstoffverwertung (whole-genome sequencing; mRNA profiling). Die Einbeziehung einheimischer Schweinerassen wie dem Angler Sattelschwein, die als robuster gegenüber Umweltfaktoren gelten, bietet hierbei die Möglichkeit, abweichende Strategien zur Aufrechterhaltung der Mineralstoffhomöostase und deren Auswirkungen auf das Knochen- und Immunsystem aufzudecken. Insgesamt betrachtet das Projekt genetische, transkriptionelle und endokrine Einflussfaktoren auf die Dynamik der Mineralstoffhomöostase im Schwein als Grundlage für deren Anwendung in Zucht, beim Monitoring und für eine nachhaltige Nutzung von Phosphor und Calcium in der Schweinehaltung.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Dr. Michael Oster