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Introducción a la genómica

noviembre 23, 2018
La genómica ha entrado como un vendaval en la ganadería frisona. Desde que comenzó a usarse, en 2009, ha ido pasando por las fases habituales en la adopción de cualquier «nueva tecnología» de gran impacto: del entusiasmo inicial a una etapa de análisis de resultados, reflexión y adaptación hasta que, finalmente, la nueva tecnología se perfecciona, se asienta y llega a ser de uso rutinario. A pesar de ser relativamente reciente, el salto desde los laboratorios de investigación a su aplicación en los establos ha sido muy rápido, se han abierto nuevas vías de estudio e investigación —como la epigenética o la nutrigenómica—, y se ha visto que el potencial de desarrollo es inmenso, por lo que se podría decir que todo esto solo está empezando. Por todo ello, en este número queremos realizar una aproximación a algunos aspectos relacionados con la genómica, a modo de introducción, para seguir profundizando en este tema en posteriores ediciones.

Fotos: Jose Santiso


La palabra «genoma» se refiere al ADN contenido en los núcleos de las células, y la genómica es la rama de la genética que se enfoca en la estructura y función del genoma. Su positiva contribución a la mejora genética del ganado es incuestionable, y de ahí su rápida aceptación. Pero la perspectiva que se tiene de la genómica es distinta cuando se contempla desde un establo individual o desde la dirección de un programa de selección para toda una cabaña, y cambia también según los países. En el año 2017, por ejemplo, solo el 6 % de los animales en libro de registro en Canadá pasaron un test genómico, frente al 40 % en EE. UU. Esa diferencia puede deberse a múltiples razones, y no tienen por qué estar relacionadas directamente con la mejora genética en sí misma, sino a cuestiones como el coste que conlleva el genotipado, la situación del mercado de novillas, el precio de la leche, o simplemente a que el ganadero no elija esa opción por tener otras prioridades.

Para ilustrar cómo cambia la perspectiva según desde donde se mire, cabe mencionar el caso de Nueva Zelanda, que fue uno de los primeros países en utilizar toros genómicos a gran escala —hasta el 40 % de sus 4,5 millones de inseminaciones—, atraídos especialmente por la ganancia genética que supone la fuerte disminución del intervalo generacional. Cuando se tuvieron los primeros resultados de las hijas nacidas de estas inseminaciones, se comprobó que las expectativas puestas en la mejora genética del rebaño en el conjunto del país se habían cumplido. Sin embargo, cuando los ganaderos se fijaban en los resultados en su explotación, desde su punto de vista y para sus propios objetivos, había demasiada variabilidad, es decir, se encontraban con algunas vacas extraordinarias, pero también con muchas que no lo eran y de las que tenían que deshacerse.

Mientras que se sigue utilizando la prueba genómica para todos los animales que entran en los centros de toros, los ganaderos han rebajado la cifra de su utilización a menos del 10 % de las inseminaciones, dando preferencia a toros probados mediante los resultados de las hijas —que deben tener, al menos, una lactación completa allí— y con alta repetibilidad. Consideran que, para su sistema de producción, así satisfacen mejor sus necesidades. Hoy por hoy, un toro probado a través de sus hijas tiene más fiabilidad porque los datos son más precisos y fidedignos que los de la prueba genómica.

Revista AFRIGA — Apuntes — Introducción a la genómica

Selección genómica

La genómica nos permite identificar a los animales que tienen los «mejores genes» ya desde su nacimiento, sin tener que esperar a que tengan descendencia a través de la cual poder evaluarlos. Cuando hablamos de «selección genómica» nos referimos a utilizar información que se ha «leído» en el ADN de esos animales, lo que se conoce como «genotipado», y que nos permite identificar a los animales portadores de los rasgos que nos interesa seleccionar para usarlos como reproductores de la siguiente generación.

Antes de la aparición de la genómica los animales se seleccionaban con el llamado «Índice de Pedigrí», que promediaba los valores genéticos de los progenitores con un nivel de confianza de solo el 30-40 %. En el caso de sementales, esto obligaba a testar el mayor número posible, debido a la escasa fiabilidad de la información que se tenía de cada uno de ellos. Con la prueba genómica, en cambio, el nivel de confianza o la fiabilidad de los datos sube hasta el 60-70 %, es decir, la misma que tendría un toro evaluado en la prueba de progenie clásica con once hijas. Para entender lo que eso supone, digamos que un toro probado a través de ochenta de sus hijas tiene una fiabilidad del 80 %, con cien hijas subiría aproximadamente hasta un 90 %, etc. En el caso de una ternera, el nivel de confianza que nos da su prueba genómica es el equivalente al que obtendríamos si dispusiésemos de datos de varias de sus lactaciones y de sus hijas.

Se aconseja aumentar el número de toros genómicos distintos a utilizar, puesto que es importante reducir el riesgo de que alguno de ellos no resulte finalmente tan bueno como se esperaba. Podemos decir, por tanto, que la genómica no es una «ciencia perfecta» pero, sin duda, es más precisa y fiable que el índice de pedigrí.

Intervalo generacional

Las pruebas de progenie clásicas han permitido identificar, con bastante éxito, a los mejores animales para utilizarlos a través de la inseminación artificial. Son los llamados «toros probados». Aparte de su elevado coste, estas pruebas tienen algunos inconvenientes, como que el número de toros a testar está limitado por el número de hembras de que se dispone y, especialmente, que se tarda tres años en tener datos de las hijas, lo cual supone un intervalo generacional de aproximadamente cinco años.

En el caso de los toros seleccionados por genómica el intervalo generacional es de veintiún meses, por lo que puede haber tres generaciones de toros probados genómicamente en el mismo tiempo requerido para seleccionar un toro por prueba de progenie, permitiendo además evaluar un mayor número de toros. Esto es importante para progresar en la mejora de los rasgos de salud y baja heredabilidad, donde el progreso genético es más lento.

Control lechero y calificación

En los primeros tiempos de la genómica algunos pronosticaron el fin de las pruebas de progenie a través del control lechero y la calificación morfológica. Sin embargo, ha sucedido todo lo contrario y los datos que generan sirven para «validar» las predicciones genómicas, lo que permite hacerlas más fiables en el futuro. En otras palabras, puede ser que un toro genómico «A» ya no esté en servicio cuando sus hijas acaben la primera lactación, pero quizás sí lo esté alguno de sus hijos o nietos. Los datos generados por el test de progenie permiten calibrar lo acertado de la predicción y mejorar su cálculo en el futuro. Así, en este caso concreto, si la prueba del toro «A» se mantiene o cae, tendremos más información para ajustar el valor genómico de sus hijos o nietos aún en activo.

Por otra parte, las pruebas genómicas son datos —de producción, de salud, etc. — que se dan respecto a una población de referencia. Cuanto mayor sea esta, más fiabilidad tendremos en los índices genómicos, puesto que, cuantos más datos se tengan y cuanto mejor sea su calidad, mejor será la predicción. La cantidad de efectivos y el gran número de registros históricos de que se dispone es la razón de que la genómica pueda ser tan ampliamente utilizada en la raza frisona en comparación con otras razas.

Epigenética

El potencial genético se expresa mediante reacciones químicas o moleculares que suceden a nivel celular, y todas las células de un organismo tienen el mismo material genético, el mismo genoma. Podríamos definir la Epigenética como la ciencia que estudia los procesos moleculares que seleccionan información contenida en los genes y controlan su funcionamiento sin modificar el genoma. Dicho de otra manera, y simplificando mucho, el epigenoma controla qué gen tiene que estar en «modo encendido» o en «modo apagado». La presencia de un gen o un determinado grupo de genes en el genoma de un animal no significa que vaya a expresar todo su potencial de modo automático. Dos vacas con la misma ración y un potencial genético similar pueden dar cantidades muy dispares de leche. El entorno, el medio ambiente en que se han criado los dos animales, es lo que explica la diferencia. El estudio de ese entorno, que modifica en un sentido u otro la expresión de los genes, es lo que llamamos Epigenética.

El entorno condiciona al epigenoma que, a su vez, condiciona al genoma. Este entorno puede ser una infección, el estrés calórico, el clima, las interacciones sociales, y otros muchos factores —conocidos o no aún— que influencian el epigenoma y, por tanto, la expresión del potencial genético. Se ha visto además que las modificaciones inducidas en el epigenoma pueden tener efectos puntuales o durar toda la vida, e incluso trasmitirse total o parcialmente a la generación siguiente. Lo fundamental es que la epigenética abre la puerta a la comprensión y el manejo de la expresión del potencial genético. Un ejemplo de todo esto es cómo el manejo de los primeros meses de una ternera afectan a sus futuras lactaciones.


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