Prof. Dr. Eckhard Wolf

Ludwig-Maximilians- Universität,

Lehrstuhl für Molekulare Tierzucht und Biotechnologie,

Laboratorium für funktionale Genomanalyse (LAFUGA),

Genzentrum der LMU München

• Bayerisches Forschungs­zentrum für Fortpflanzungsbiologie (BFZF), Oberschleißheim
• Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft, Grub
• Lehrstuhl für Tieranatomie II 
• Institut für Bioinformatik der LMU München
• Lehrstuhl für Veterinär-Biochemie, FU Berlin
• Physiologie Weihenstephan, TU München
• Abt. Veterinärphysiologie, Universität Bern
• Forschungsinstitut für die Biologie landwirtschaftlicher Nutztiere (FBN), Dummerstorf

Fruchtbarkeitsstörungen stellen ein zunehmendes Problem und mittlerweile eine führende Abgangsursache von weiblichen Rindern dar. Dabei steht die steigende Milchleistung in negativer Korrelation zur Fruchtbarkeit. Dafür gibt es verschiedene Erklärungsansätze. Der „physiologische Erklärungsansatz“ geht davon aus, dass bei hoher Milchleistung und der damit einhergehenden negativen Energiebilanz in der Hochlaktation wichtige endokrine Funktionen und zelluläre/molekulare Mechanismen in den Reproduktionsorganen gestört werden. Diese Mechanismen sind jedoch noch weitgehend unbekannt und bedürfen einer systematischen Analyse. Ein „genetischer Erklärungsansatz“ könnte darin bestehen, dass im Zuge der effizienten Selektion auf Milchleistung aufgrund von Genkopplung oder anderen Mechanismen unerkannt Genvarianten mit angereichert wurden, die einen negativen Effekt auf die Fruchtbarkeit ausüben. Aufgrund der niedrigen Heritabilität der derzeit erhobenen Fruchtbarkeitsparameter ist dies nicht auszuschließen. Vermutlich sind multiple physiologische und genetische Faktoren für die zunehmenden Fruchtbarkeitsstörungen verantwortlich, deren jeweiliger Beitrag bislang unbekannt ist. Die Klärung dieser Frage ist jedoch von großer Bedeutung für die Entwicklung effizienter Strategien zur Lösung des Problems sinkender Fruchtbarkeitsleistungen bei Hochleistungs­tieren. Dafür müssen Zusammenhänge zwischen Milchleistung, Energiebilanz und metabolischen Parametern einerseits sowie endokrinen Funktionen und zellulären bzw. molekularen Mechanismen in den Reproduktionsorganen andererseits geklärt werden. Für die Bewältigung dieser Herausforderung haben wir ein interdisziplinäres Konsortium von Experten aus den Gebieten Tierzucht, Tierernährung, Physiologie, Reproduktionsbiologie, funktionale Genomforschung und Bioinformatik gegründet. Grundlage der geplanten Untersuchungen sind als Tiermodelle Hochleistungskühe der Rassen Deutsche Holstein, Deutsches Fleckvieh und Braunvieh, die im Hinblick auf ihre Energiebilanz und andere metabolische Parameter umfassend charakterisiert sind. Von einer relevanten Zahl von Hochleistungskühen, die sich bei vergleichbarer Leistung in ihrer Stoffwechsellage unterscheiden, werden zu definierten Laktations- und Zyklusstadien Gewebeproben von Ovar und Ovidukt sowie aus dem Endometrium gewonnen und einer detaillierten zellulären und molekularen Analyse durch auf das jeweilige Organ spezialisierte Arbeitsgruppen zugeführt. Die umfangreichen Transkriptom-, Proteom- und Metabolom-Daten fließen in eine gemeinsame Plattform zur Modellierung komplexer biologische Systeme. Durch den integrierten Forschungsansatz des REMEDY-Konsortiums wird es erstmals möglich sein, Zusammenhänge zwischen metabolischen Parametern und essentiellen Funktionen im Reproduktionstrakt der Hochleistungskuh systematisch zu erfassen. Durch die Wahl der verwendeten Tiermodelle werden erstmals auch rassespezifische Unterschiede berücksichtigt. Zusammenfassend repräsentiert dieses Projekt einen neuen systemorientierten Ansatz der Grundlagen­forschung bei landwirtschaftlichen Nutztieren. Wichtige Perspektiven für die Praxis sind die Identifizierung neuer Expressionsphänotypen für Fruchtbarkeit und Stoffwechselstabilität sowie die Entwicklung neuer Array-basierter Diagnoseverfahren.