Auswirkungen einer vorübergehenden Temperaturerhöhung oder -senkung während der in ovo-Entwicklung auf epigenetische, transkriptomische und metabolische Merkmale von Eintagsküken und Legeküken

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Privatdozent Dr. Carsten Krischek; Professor Dr. Klaus Wimmers; Privatdozentin Dr. Siriluck Wimmers
• Fachliche Zuordnung: Tierzucht, Tierernährung, Tierhaltung ; Allgemeine Genetik und funktionelle Genomforschung
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 531520604

Es gibt Belege aus unseren und zahlreichen anderen veröffentlichten Studien, dass die Modulation der Inkubationstemperatur direkte Auswirkungen auf die In-Ovo- und nachhaltige Auswirkungen auf die Ex-Ovo-Entwicklung beim Geflügel hat. Studien zum Konzept der pränatalen Programmierung und der Hypothese des "sparsamen Phänotyps" (thrifty phenotype) konzentrieren sich meist auf die negativen Auswirkungen pränataler Ereignisse im späteren Leben (Hales & Barker 1992). Pränatale "Auslenkungen" können auch einen positiven Einfluss auf die Anpassung an postnatale Bedingungen haben. Die gezielte Modulation der Bedingungen während der In-Ovo-Entwicklung könnte zur Verbesserung des produktiven Anpassungsvermögens in Bezug auf Gesundheit, Wohlbefinden, Wachstum und Thermotoleranz beitragen. Um diese Phänomene der Programmierung nutzen zu können, ist ein umfassendes Wissen über die zugrundeliegenden molekularen Mechanismen erforderlich. Die in ovo-Entwicklung von Vögeln ist ein dabei wertvolles Modell für die Untersuchung der molekularen Wege, über die Umwelteinflüsse auf die frühe Entwicklung und das spätere Leben wirken. In dieser Studie untersuchen wir die Auswirkungen erhöhter und verringerter Inkubationstemperaturen (37,8°C +/- 1°C) innerhalb eines Behandlungszeitraums (Embryonaltag (ED) 10-13; Phase der Entwicklung von sekundären Myofasern und Satellitenzellen) auf metabolische, biochemische und histologische Merkmale sowie die Genexpression und epigenetische Veränderungen bei männlichen und weiblichen Eintagsküken von Broilern und Legehennen. Neben den Faktoren des Produktionstyps und des Geschlechts berücksichtigt das Studiendesign auch den Einfluss des Muskeltyps, indem der M. pectoralis, der nur aus glykolytischen Muskelfasern besteht, und der M. gastrocnemius, der auch aus oxidativen Muskelfasern besteht, untersucht werden, die somit unterschiedliche Nischen der Satellitenzellentwicklung bilden. Analysen des Kohlenhydrat- und Fettstoffwechsels, werden durch holistische Metabolom- und Transkriptomanalysen ergänzt. Vergleichende ATACseq-Analysen offenbaren behandlungs-, linien- und geschlechtsassoziierte epigenetische Modifikationen. Darüber hinaus wird ATACseq in einzelnen Zellen verwendet, um Prototypen von genomweiten Karten der Chromatin-Zugänglichkeit im heterogenen M. gastrocnemius von Mast- und Legehennen zu erstellen. Ziel ist es, funktionelle Beziehungen entlang der Genotyp-Phänotyp-Karte vom Genom zum Metabolom über das Epigenom und Transkriptom als Reaktion auf Veränderungen der Inkubationstemperatur aufzudecken. Die experimentelle Modulation der Temperatur in der In-ovo-Entwicklung in Kombination mit der Beobachtung ihrer Auswirkungen auf metabolische Phänotypen, Genexpression und epigenetische Veränderungen ermöglicht die Identifizierung von Genen und Signalwegen, die an fötalen Programmierprozessen beteiligt sind, die mit dem Stoffwechsel, Gesundheit und Wohlbefinden und dem produktiven Adaptationsvermögen assoziiert sind.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen