Fjäderfäindustrin kommer att uppmuntras av studier som finner roten till träbröstsyndrom.
University of Delaware forskare har upptäckt att lipoproteinlipas, ett enzym som är avgörande för fettmetabolismen, kan bidra till träbröstsyndrom hos slaktkycklingar.
Träbröstsyndrom kan påverka slaktkycklingar, vilket gör köttet hårt och segt. Det är ett kostsamt problem som kan göra fåglarna osäljbara, vilket orsakar betydande ekonomiska förluster för odlare, som ibland ser sjukdomen i upp till hälften av sina flockar.
UD-forskargruppen, ledd av Behnam Abasht, docent i djur- och livsmedelsvetenskap vid UDs College of Agriculture and Natural Resources, har identifierat oregelbundenheter i genuttryck vid uppkomsten av träbröstsyndrom som tyder på att sjukdomen är en metabolisk störning som kännetecknas av onormalt fett. ansamling i bröstmuskelvävnaden.
Forskargruppen rapporterade sina resultat onsdagen den 20 november 2019 i tidskriften Scientific Reports .
Resultaten av en ny studie som är medförfattare av University of Delaware professor Behnam Abasht kan ge potentiella markörer för att identifiera kycklingar som kommer att utveckla träbröstsyndrom, vilket gör kött hårt och segt. Kredit:University of Delaware/ Jeffrey C. Chase
Resultaten kan hjälpa till att driva på kortsiktiga lösningar för att hjälpa odlare att hantera tillståndet hos kycklingar på produktionsnivå genom fodertillsatser eller kosttillskott, eller för att minska antalet fåglar som utvecklar tillståndet.
"Branschen behöver desperat en lösning just nu. Konservativa uppskattningar beräknar att träbröstsyndrom kostar det amerikanska jordbrukssamhället 200 miljoner dollar per år, men denna siffra kan vara mycket högre, säger Abasht.
USA leder produktionen av slaktkycklingar över hela världen. Delaware har mer än 700 producenter som föder upp kommersiella slaktkycklingar och över 1 000 små fjäderfäägare på bakgården. Träbröstsyndrom är också ett problem runt om i världen, eftersom den globala konsumtionen av kyckling har ökat de senaste åren som en ledande källa till kostprotein.
Forskningen skulle också kunna informera människors hälsoforskning relaterad till metabola syndrom, såsom diabetes och åderförkalkning, som är associerad med fettavlagringar i artärerna.
Källan till problemet
Abasht har studerat träbröstsyndrom hos slaktkycklingar i nästan ett decennium. I tidigare arbete har hans forskargrupp analyserat generna som är involverade i sjukdomen och identifierat biomarkörer för sjukdomen. De karakteriserade också den unika biokemin hos den härdade bröstvävnaden hos kycklingar med sjukdomen.
I sitt nuvarande arbete märkte UD-forskargruppen att uttrycket av lipoproteinlipas var högre hos kycklingar som drabbats av träbröstsyndrom, vilket ledde till att mer fett ackumulerades i kycklingens bröstmuskler (eller bröstmuskler). Lipoproteinlipas fungerar som en "metabolisk gatekeeper" som bestämmer hur mycket fett som tillåts inuti en given vävnad.
Detta var märkligt eftersom bröstmuskelfibrer i kyckling vanligtvis är beroende av socker(glukos)molekyler för bränsle, inte fettmolekyler.
Forskargruppen använde RNA-sekvensering för att bestämma vilka gener som uttrycktes i moderna snabbväxande slaktkycklingar och långsammare växande äldre kycklingar. De använde sedan en ny teknologi, kallad RNA in situ-hybridisering, för att fastställa exakt var detta genuttryck inträffade inuti muskeln.
Forskarna fann genetiska bevis för att lipoproteinlipas uttrycks i endotelceller hos kycklingar, vilket tidigare var okänt. Endotelceller finns i alla blodkärl och fungerar som en barriär mellan blodet och den omgivande vävnaden.
Abasht antog att när mer fett oxideras för energi i bröstvävnaden hos kycklingar, kan det orsaka överdriven frisättning av fria radikalmolekyler som skulle modifiera (skada) fetter och proteiner i muskeln, vilket får kycklingens immunsystem att slå in i reda ut problemet.
"Vi observerade att om en viss ven attackerades av immunceller, uttryckte samma ven vanligtvis också högre nivåer av lipoproteinlipas", sa Abasht.
Forskarna gick ett steg längre och jämförde dessa data med genuttryckssignalerna som finns i två kommersiella broilerkycklinglinjer, vid tre veckors ålder och igen vid marknadsåldern. I sin analys fann forskarna signaler som överensstämmer med det faktum att unga kycklingar kan uppvisa samma förändringar som slaktkycklingar i marknadsåldern med träbröstsyndrom, även innan sjukdomen visar sig.
Fynden kan ge potentiella markörer för att identifiera kycklingar som kommer att utveckla sjukdomen.
I nyligen publicerad forskning i Genes rapporterade forskarna också att de hittade gemensamma drag mellan träbröstsyndrom hos kycklingar och diabeteskomplikationer hos människor, särskilt diabetisk kardiomyopati, en kronisk sjukdom som kännetecknas av molekylära och strukturella förändringar i hjärtmuskeln.
Abashts forskargrupp söker för närvarande tillgänglig litteratur för behandling av diabetes för att se om det finns sätt att tillämpa liknande metoder för att hjälpa slaktkycklingar att undvika – eller klara av – träbröstsyndrom, genom diet, kosttillskott eller medicinering.
Om de kan hitta gemensamma lösningar, sa Abasht, kan ett långtgående mål med arbetet vara att använda kycklingar som modell för att studera möjliga behandlingar för diabetes hos människor.
”Vårt huvudfokus var att ta itu med detta problem ur ett jordbruksperspektiv, men våra resultat öppnar nya vyer för framtida forskning som kan gynna både jordbruk och människors hälsa. Det här är ett mycket intressant perspektiv för oss”, sa Abasht.
På längre sikt sa Juniper Lake, en doktorand vid UD i Abashts labb, att en djupare förståelse för de genetiska orsakerna bakom sjukdomen kan leda till lösningar för jordbruksproducenter att selektivt föda fram de egenskaper som orsakar träbröstsjukdom, som har en relativt hög ärftlighet.
"Det finns mycket att vinna på grundforskning av träbröst, även om huvudmålet är att mildra ekonomiska förluster i fjäderfäindustrin", säger Lake.
Referens:"Dysreglering av lipidmetabolism och uppkomsten av långsamma myofiberspecifika isoformer åtföljer utvecklingen av träbröstmyopati hos moderna slaktkycklingar" av Michael B. Papah och Behnam Abasht, 20 november 2019, Scientific Reports .
DOI:10.1038/s41598-019-53728-8
UD-forskargruppens arbete med att karakterisera den genetiska grunden för wooden breast syndrome är en del av en pågående samarbetsstudie mellan UD, Iowa State University och Ohio State University, finansierad av U.S. Department of Agriculture (Anslag nr 2016-67015-25027) .
Med Thanksgiving-helgen precis runt hörnet är det viktigt att notera att träbröstsjukdom för närvarande bara finns hos slaktkycklingar. Det är inte känt att det påverkar kalkoner.
