Primerjalna genomika in genomska biodiverziteta

Genomska revolucija je zaznamovala razvoj temeljnih in aplikativnih bioloških znanostih v zadnjem desetletju. Uporaba sodobnih metod genetike, molekularne in celične biologije ter imunologije v povezavi z visoko zmogljivimi genomskimi orodji odpira popolnoma nove možnosti za pridobivanje znanja o strukturi in delovanju genomov. Program je sestavljen modularno s poudarkom na proučevanju genetske pestrosti v naravnih in gojenih populacijah ter primerjalnem proučevanju genetske determiniranosti lastnosti, ki so povezane z zdravjem in proizvodnimi lastnostmi. Biologija laktacije predstavlja modul, ki je usmerjen v proučevanje izražanja genov v mlečni žlezi različnih sesalskih vrst v različnih fizioloških stanjih. Poleg genov, ki so pomembni za sestavo in tehnološke lastnosti mleka je modul usmerjen v proučevanje izražanja genov, ki uravnavajo razvoj mlečne žleze in imunski odziv ob okužbah. Ker je mlečna žleza cikličen organ, nam nudi idealen model za študij razvoja in rasti, kakor tudi involucije organa v odvisnosti od reprodukcijskega cikla. Za proučevanje vloge posameznih genov in genomskih regij uporabljamo in vitro sisteme, ki omogočajo študij delovanja posameznih genov pod kontroliranimi pogoji in nudijo široko paleto eksperimentalnih možnosti. Pomemben aspekt modula predstavlja študij post transkripcijskih mehanizmov, ki vključujejo procesiranje mRNA in modulacijo izražanja genov z RNA interferenco. Cikličen razvoj mlečne žleze nam omogoča proučevanje vloge matičnih celic v mlečni žlezi in njihovo vlogo pri nastanku tumorjev. Detekcija kandidatnih genov in razvoj transgenih živalskih modelov je programski modul, ki je pretežno usmerjen v gensko mapiranje in odkrivanje regij, ki uravnavajo metabolizem energije in nalaganje maščob v telesu. Identifikacija kandidatnih genov poteka v več korakih, ki obsegajo kartiranje genskih regij z velikim vplivom (QTL), razvoj informativnih markerjev in izbor kandidatnih genov z ozirom na njihov fiziološki pomen in genetsko variabilnost v proučevanjih populacijah. Za preverjanje vloge kandidatnih genov uporabljamo predvsem asociacijske študije v gojenih populacijah, razvijamo pa tudi mišji model z izničenimi geni za in vivo študij delovanja tarčnih regij v genomu. Poleg študija dejavnikov, ki vplivajo na metabolizemn energije, posebno pozornost namenjamo biogenezi mitohondrijev in interakcijam med jedrnim in mitohondrijskim genomom. Proučevanje molekularnih osnov antigenske variabilnosti ptičjih mikoplazem, je namenjeno odkrivanju mehanizmov, ki tem organizmom omogočajo uspešno izogibanje gostiteljevemu imunskemu odzivu in preživetje v imunsko kompetentnem gostitelju. Študij imunskega odziva je tema, ki povezuje več modulov programa in omogoča iskanje novih rešitev za zaščito pred infekcijami. Študij interakcij med delovanjem genoma patogenih mikroorganizmov in gostitelja pomembno doprinaša k boljšemu razumevanju faktorjev virulence omogoča razvoj novih diagnostičnih sredstev in cepiv. Modul, ki je usmerjen v študij genetske pestrosti prosto živečih in gojenih populacij živali omogoča evidentiranje stanja v proučevanih populacijah, proučevanje medpopulacijskih razmerij in zgodovine populacij na osnovi njihove genetske strukture. Poleg tega pojasnjuje taksonomski položaj redkih in pogosto ogroženih taksonov in jim na ta način zagotavlja ustreznejšo obravnavo in boljše možnosti za preživetje. Razvoj citogenetskih in molekularnih metod za gensko diagnostiko v medicini je modul, ki se metodološko povezuje z večino drugih modulov in na ta način v medicinsko naravnane raziskave vnaša širši, primerjalni aspekt.

Programska skupina je na številnih področjih v samem vrhu raziskovanja. Področja, kjer aktivno doprinašamo k generiranju novega znanja so biologija laktacije, karakterizacija matičnih celic, proučevanje molekularnega ozadja debelosti, razvoj živalskih modelov za študij debelosti, razumevanje evolucijskega razvoja salmonidov v JV Evropi, imunogene determinante aviarnih in širše živalskih mikoplazem, Razvoj novih diagnostičnih metod v humani citogenetiki in rekonstrukcija zgodovine pasem domačih živali. Na področju genomskih raziskav se vključujemo v večje konzorcije in tam s svojim znanjem o genetskem ozadju kompleksnih lastnosti doprinašamo k generiranju novega znanja.

Pomen programske skupine za Slovenijo je v prenosu vrhunskega znanja v lokalno okolje in v aplikaciji znanja v praksi in posredovanju metodoloških novosti različnim uporabnikom. Preko objavljanja naših rezultatov doprinašamo tudi h krepitvi ugleda slovenske znanosti v svetu. Naši študentje, ki uspešno nadaljujejo znanstveno kariero v tujini so naši ambasadorji in pomembni nosilci stikov z raziskovalnimi inštitucijami v tujini. Programska skupina tudi konkretno stalno skrbi za napredek diagnostičnih potopkov v medicini in za stalno posodabljanje metod, ki jih uporabljamo za upravljanje z genskimi viri in za izboljšanje genetske baze domačih živali.