صناعة الدواجن المتكاملة 1

التمثيل الخلوي وتمثيل الكائن الحي ومن ثم التأثير علي صحة الإنسان وجدير بالذكر ان معرفة جينوم الإنسان وسع من مجال الدراسات في علم التغذية.

وتتمثل أهمية هذه التقنيات الحديثة فى تطوير طرق تقييم الحالة الغذائية للحيوان وتقدير المتاح حيويا للعناصر الغذائية المختلفة بهدف إستدامة الإنتاج الحيوانى .وبالتالي فإن تطبيق هذه الأدوات المبتكرة والمفاهيم المتقدمة من الدراسة الجينية ستعمل على المراجعة الشاملة للبحوث الجارية فى مجال تغذية الحيوان بما يهدف فى نهاية المطاف إلى تحسين

صحته ورفع إنتاجيته.

هذا ولقد أثبتت التجارب التى تتعامل مع أبحاث التغذية وجود علاقة بين النظام الغذائي والمرض والصحة والإنتاج .ومن المعروف أن نقص أو زيادة عنصر غذائى ما أو عدم التوازن فى توفير العناصر الغذائية المختلفة للحيوان يؤدي إلى اعتلال صحة الحيوان مما يدل على أن لتلك العناصر الغذائية تأثي ار مباش ار على العمليات التى تتم على مستوى الجزئيات الدقيقة داخل الخلية الحية مما يغير من التعبير الجينى بصورة جذرية .وقد أوضحت الدراسات الحديثة فى مجال تغذية الحيوان أن المواد الغذائية أو نواتج تمثيلها يمكنها أن تقوم بتنظيم مختلف وظائف الجسم سواء بصورة مباشرة أو من خلال تحفيز أو تعطيل عوامل منظمة أخرى .ومن ثم فإن دراسة العلاقة بين العنصر الغذائى والجين أو بين الجينوميا والتغذية ،وهو ما يعرف بعلم "النيوتريجينوميكس" ،قد تم دمجها حديثا فى أبحاث

التغذية.

تعريفات *: Omics Difinition

حديثا تتضمن اللغة الإنجليزية مصطلح ،omicsويشير الى مجال دراسة فى البيولوجي،

وينتهى ب .omics

*

Genomics and its impact on medicine and society. A2001 primer.

http://www.ornl.gov/tech Resources/Human Genome/publicaT /primer2001/html

primer on molecular Genetics.

http://www.ornl.gov/tech Resources/Human Genome/publicaT /primer/primer.pdf

Genome projects.

http://www.trigr.org/tdb

meet the omics 2003. Agbiotec infosource

pocket k No. 15:omics sciences:Genomics, protenomics, and metabolmics.

Proteomics/definition of proteomics by Merriam-webster

١٠٠١

the English language neologism omics in formally refers to afield of study in biology ending in - omics such as genomics , proteomics or

metabolomics.

، والكيمياء الحيوية، فرع من التكنولوجيا الحيوية يختص بتطبيق تكنيك البيولوجيا الجزيئيةآداء وتداخل البروتينات الناتجة من جينات خلايا/والوراثة الجينية لتحليل التركيب وفعل . كائنات حية دقيقة مع تنظيم نظم المعلومات، انسجة،معنية Proteomics: a branch of biotechnology concerned with applying the techniques of molecular biology , biochemistry and genetics to analyzing the structure , function and interactions of the proteins produced by the genes of a particular cell , tissue or

organism , with organlizing the data bases.

. كائنات حية ودقيقة، أنسجة،دراسة مجال واسع لجزيئات صغيرة خلال خلاياMetabolomics: is the large – scale study of small molecules within cells ,

tissues or organisms.

(فحص الجينات العام والشامل )جينومكس/ تكنولوجيا الأومكس تهدف أساسا الكشف- . )ترانسكربتومكس( فى عينات بيولوجية متخصصةMRNA omic technologies are Primarily aimed at the universal detection of genes (genomics) MRNA (transcripomics) proteins (protemics) and metabolites (metabolomics) in a specific biological sample.

تكنولوجيا الأومكس ممكن تطبيقها ليس فقط للفهم الواسع للعمليات الفسيولوجية العاديةولكن أيضا فى الحالات المرضية التى تلعب دو ار فى التشخيص والنتاج والمساعدة فى فهم

.أمراض الشحوب

omic technology: can be applied not only for the greater understanding of normal physiological processes but also in disease processes where they play a role in screening diagnosis and prognosis as well as aiding our understanding of the a

etiology of diseases.

. علم جديد يختص بإكتشاف وذكر تعاقب الجينوم الداخلي لكائنات معنيةGenomics: is the new science that deals with the discovery and noting of all the sequences in the entire genome of a particular organism.

: تحليل جينوم كل الجينات بدلا من أحد(Sequencing DNA sequence, Microarrays Gene activity, Proteomics proteins,

Metabolomics metabolites).

١٠٠٢

Bioinformatics المعلومات الحيوية

Knowledge المعرفة

Applications التطبيق

Functional genomics research بحوث الجينوميكس

فهم العمليات البيولوجية للوصول الى نقطة النهاية Understanding biological processes leading to endpoint.

treatment المعاملة

دراسة الوظائف الجينومية

Functional genomics studies

نقطة النهاية

endpoint

التطور، النماذج، مونيتور،أدوات مقياس

Tools to measure, monitor, modulate, develop

. يعرف الجينوم بأنه مجموعة جينات كامة داخل الخليةThe genome can be defined as the complete set of genes inside a cell.

. وحدة بيولوجية تشفر لسمة جلية أو خصائصهاGene : A biological unit that codes for distinct traits or characteristics.

. تحتوى جينات عديدةDNA مجدولة لل/ مجموعة خيوط ملتفةChromosome: A grouping of coiled strands of DNA , containing many genes.

. علم جديد مازال فى مرحلة أولية ولكن ينتشر ويتوسع سريعاNutrigenomics: is a new science still in its infancy but is expanding rapidly.

. دراسة العلاقات الجزيئية بين التغذية والإستجابة الجينيةNutrigenomics: is the study of molecular relationships between nutrition and the

response of genes.

١٠٠٣

إستنباط كيفية أن التغذية تسبب تغيرات التعبير الجيني: الهدف من نيتروجينومكس-

.المؤثرة لسمات الآداء

the aim of nutrigenomics is to extrapolate How nutrition – induced gene expression changes affect performance traits.

، بروتوم، ترانسكريبتوم، النيتروجينومكس تركز على تأثير العناصر الغذائية على الجينوم.ميتابولوم Nutrigenomics focuses on the effect of nutrients on the genome , transcriptome ,

proteome and metabolome.

النيتروجينومكس. بتقدير ميكانيكية تأثيرات العناصر الغذائية أو تأثيرات الأنظمة الغذائيةمحاولة للتعرف على العلاقة بين هذه العناصر الغذائية المعنية أو أنظمة العناصر الغذائية

.المعنية )العلائق( وسمات الآداء

By determining the mechanism of the effects of nutrients or the effects of a nutritional regime , Nutrigenomics tries to define the relation ship between these specific nutrients or specific nutrient

regimes ( diets ) and performance traits.

دراسات النيتروجينومكس

Nutrigenomics studies - trends

الغذاء

Food / feed

العائل

Host

الميكروبات

microbes

الجهاز الهضمي

Gastro

intestinal

track

Gastrointestinal functioning Energy partioning and metabolism Immune awareness and competence Healthy

organism (human and animal)

Healthy populations

١٠٠٤

المعلومات المتحصل عليها عن طريق النيتروجينومكس تطبق على سمات، فى المستقبل-

.الآداء المعدلة والمتخصصة بالتغذية

in the future , knowledge obtained by nutrigenomics approaches may be applied to specifically modulate performance traits by nutrition.

المبدأ المركزي/العقيدة/ هى حوامل لجميع المعلومات الجنينيه – الدستورDNA .للبيولوجيا الجزيئية DNA is the carrier of all genetic information. the central Dogm of

molecular Biology.

(DNA-RNA-Protein-Metabolites-Structure-Transport-RegulationCommunication).

البروتينات لا تعمل بمفردها ولكن تعمل معا فى/ الجينات: المسارات الكيميائية الحيوية.مسارات وعمليات وتفاعلات Biochemical pathways: genes / proteins do not function alone , but they function together in pathways and processes.

الفهم الجيد للجينات: التنظيم الجيني للغذاء المستهلك وميزان الطاقة فى الدواجن- المصاحب لضبط الغذاء بالمأكول وميزان الطاقة وكيف أن تعبيرهم ينظم بالتنبيه الغذائي والهرمونى سوف يظهر أو يقدم نظرة جديدة لتغذية الدواجن والتربية والإدارة الفنية

.وممارستها

Genetic Regulation of feed intake and Energy Balance in poultry: A better understanding of the genes associated with controlling feed intake and energy balance and how their expression is regulated by nutritional and hormonal stimuli will offer new in sights into current poultry nutrition , breeding and management practices.

عليقة الأم تؤثر على التعبير الجيني للنتاج )الكتاكيت( وأيضا تؤثر على تركيب: مثالصفار البيض ونسبة الفقس والنفوق وطول خملات الأمعاء وخلايا الليمف فى الدورة

.الدموية

Example: Maternal diet influences gene expression in intestine of offspring in chicken (gallus gallus) Mother diet Influences eggs yolk

composition.

Hatchability.

١٠٠٥

Mortality offspring.

Villus length in intestine.

Circulating lymphocytes.

Omics:

Omics Definition :

it is informally refers to a field of study in biology ending in -omics, such as genomics, proteomics or metabolomics.

The related suffix -ome is used to address the objects of study of such fields, such as the genome, proteome or metabolome.

Omics Aims:

تهدف الى الصفات المجمعة والتاهيل المشترك للجزيئات البيولوجية التى تترجم الى التركيب

. ديناميكية الكائن الحي، الوظيفة،()الهيكل

the collective characterization and quantification of pools of biological molecules that translate into the structure, function, and

dynamics of an organism or organisms

Kinds Of Omics Studies

- Genomics.

- Proteomics.

- Glycomics.

- Lipidomics.

- Foodomics.

- Transcryptomics.

- Metapolomics.

- Nutrition.

- Pharmachology Toxology.

- Culture.

- Miscellanous.

Genomics

Comparative

genomics

Metagenomics

Neurogenomics

Epigenomics

Study of the relationship of genome structure and function across

different biological species or strain.

Study of metagenomes. genetic material recovered directly from

environmental samples.

Study of genetic influences on the development and function of the

nervous system.

Looks at genome modifications that are removed from one generation to the next but do not include changes in the sequence of DNA

١٠٠٦

Proteomics

Study of proteins, particularly their structures and functions.

Nutriproteomics

Identifying the molecular targets of nutritive and nonnutritive components of the diet. Uses proteomics mass spectrometry data for protein expression studies.

Proteogenomics

An emerging field of biological research at the intersection

of proteomics and genomics.

Structural

Study of 3-dimensional structure of every protein encoded

genomics

by a given genome using a combination of experimental and

modeling approaches.

Metabolomics & Nutrition

Metabolomics Study the metabolic outcomes produced by cellular

processes.

Nutritional A science studying the relationship between genome,

genomics

nutrition and health

Nutrigenetics The effect of genetic variations on the interaction between

studies

diet and health with implications to susceptible subgroups.

Nutrigenomics Study of the effects of foods and food constituents on gene expression. Studies the effect of nutrients on the genome,

proteome, and metabolome

Transcriptomics

Transcriptomics

Study of transcriptomes, their structures and functions.

Transcriptome The set of all RNA molecules, including mRNA, rRNA, tRNA, and other non-coding RNA, produced in one or a

population of cells.

: Nutrigenomics Concept "مفهوم علم "النيوتر يجينوميكس

Nutrition

أول من أوضح مفهوم "التغذية الجينوميةDella Penna كان العالم كطريقة جديدة لإكتشاف الجينات التى ترتبط١٩٩٩ " للمرة الأولى فى عامGenomics وقد قام.إرتباطا وثيقا بالعناصر الغذائية التى يتم تخليقها بواسطة النباتات والكائنات الأخرى بتعريفه على أنه ذلك العلم الذى يتناول بالدراسة دور العناصر الغذائية فى تحديد التعبير

.الجينى

ويمكن تعريف علم "النيوتريجينوميكس" بأنه ذلك العلم الذى يتناول دراسة العلاقة بين العناصر الغذائية ومدى إستجابة الجينات لها أو هو إستخدام تقنيات الجينوميا فى أبحاث التغذية مما يزيد من إدراكنا لكيفية تأثير العناصر الغذائية على مسارات التمثيل الغذائى

١٠٠٧

metabolic pathwaysوالتحكم فى حالة التوازن الداخلى للجسم وكيف تتغير تلك العلاقة فى المراحل المبكرة للامراض وثيقة الصلة بالعناصر الغذائية ،بالإضافة للتعريف بالمقومات

الفردية التى تسهم فى زيادة هذه الأمراض.

مدخل الأنظمة البيولوجية في علوم التغذية

Systems Biology Approaches To Nutrition:

تعتبر الأنظمة البيولوجية systems biologyوسيلة متكاملة للدراسة البيولوجية حيث توحد المعلومات المجمعة من تجارب التحويل والأدوات العالية الكثافة المتنوعه حتي نتمكن من فهم كيف تتفاعل اجزاء الطريقة مع بعضها ومع العوامل الخارجية كالعليقة وغيرها .وعلم التغذية يتناسب جيدا مع الطرق البيولوجية .كما يمكن تطبيق أدوات الانظمة البيولوجية في المواضيع المتعلقة بالتغذية مع تفهم عمق واتساع تأثير الحالة الغذائية المتغيرة علي فسيولوجيا وخطورة الامراض المزمنه .ومن جهة اخري هناك تحديات كثيرة لتطبيق الطرق البيولوجية في العلوم الغذائية ومن هذه التحديات التكلفة وتصميم الدراسة والتحليل الاحصائي والبيانات التصورية والبيانات المتكاملة وبناء النموذج .model building ولفهم التغذية لابد من دراسة انظمة كثيرة مثل الفسيولوجيا ،بيولوجية الخلية ،الكيمياء، الكيمياء الحيوية والبيولوجية الجزيئية وبجانب ذلك فنحن نطبق طرق الاختزال التجريبية لزيادة تفهمنا لوظائف المركبات الغذائية .ومن جهة اخري فان هذه الطرق مفيدة ولها عائد معنوي يحدد الاستفادة منها .وعلي سبيل المثال من الصعب ترجمة الميكانيكية المركزة في الخلايا الي فسيولوجيا معقدة لكل الكائن الحي .ونتيجة لذلك فإن النماذج البيولوجية المتطورة من تجارب الاختزال reductionist experimentsفشلت في تفسير عدم قدرة دراسات جين الفئران الحاسمة بها بإن يكون بها تركيب مظهري متوقع )علي سبيل المثال:

نموذج الانقسام المستخدم في وصف امتصاص الكالسيوم بالأمعاء تجاه النتائج المستخلصة من calbindingوجين TRPV6للفئران هناك الحاجة لطرق جديدة تكمل طرق الاختزال التقليدية والتي تعطي تصو ار اوسع لكيفية تأثير المركبات الغذائية علي حيوية الانسان.

١٠٠٨

لقد وصفت الطرق البيولوجية كوسيلة لتفهم البحث البيولوجي الذي يوحد تكنيكات الاختزال للتعرف وتوصيف مكونات النظام وبعد ذلك يقيم كيفية تفاعل كل مكون من هذه المكونات مع البيئة .والهدف من هذه الطرق البيولوجية هو تكامل انماط كثيرة من المعلومات ومن ثم الحصول علي مظهر كامل للنظام وفكرة نظام يمكن تطبيقها في حدود ضيقة في الخلية حيث تعتبر الاجزاء مسارات كيموحيوية مستقلة ومسارات اشارية بارزة اما البيئة environmentفهي عوامل النمو والهرمونات التي تنظم هذه المسارات ومن جهة أخري يمكن تطبيق هذا بصورة اكثر اتساعا علي الشخص وعلي سبيل المثال :نحن نعرف ان الكالسيوم يؤثر علي تمثيل العظام ولكننا نعرف بأن هذا يطبق علي كفاءة امتصاص الكالسيوم بالامعاء واخراج الكالسيوم من الكليتين وكذلك علي الهرمونات المنتجة عند مواضع عديدة .ومن ثم فإن تفهمنا لكيفية تأثير المأكول من الكالسيوم علي العظام يزيد عن طريق النظر الي التأثيرات المتداخله بين الأنسجة العديدة بدرجة أكبر من التركيز فقط علي

العظام.

الطرق البيولوجية كأداة اكتشاف : Systems Biology As Discovery Tool تعتبر الطرق البيولوجية وسيلة ولكن بداخلها يوجد ايضا ثلاث ادوات فريدة ضرورية للتحليل الناجح للطرق البيولوجية فالاداة الأولي وجود برامج عاليه الكثافة التي تسمح بالقياس المستمر لجميع درجات المكونات البيولوجية وعلي سبيل المثال طرق omics مثلgenomics, transcriptomicsm, ionomics, meteabolomics, proteomics

)جدول .(٢٣٠

١٠٠٩

جدول ) (٢٣٠تعريفات مرتبطة بالانظمة البيولوجية Nutrigenomics, Nutrigenetics, Epigenetics, Pathway, Cluster and

Network

المصطلح

الوصف

يدرس جينوم الكائنات الحية متضمنا تأثير تباين تسلسل الحامض النووي DNAعلي البيولوجيا وتأثير هذا الحامض النووي المعدل والهستونات علي

(1) Genomics

وظيفة الحامض النووي.

دراسة النواسخ من الجينوم متضمنه الحامض النووي mRNA

(2) Transcriptomics

دراسة البروتينات في النظام البيولوجي مشتملة علي المستوي والموضع

والصفات الفيزيقية والتركيب والوظائف.

دراسة نواتج التمثيل الغذائي التي تنتج من العمليات الخلوية وعلي سبيل

المثال الجزئيات الصغيرة مثل الدهون

دراسة العناصر المعدنية والمكونات الغذائية الصغري للكائن الحي.

(3) Proteomics

(4) Metabolomics

(5) Ionomics

تمثيل بياني للبيانات البيولوجية المنظمة علي أساس العلاقات المتفق عليها مثل :نقل الليبو بروتينات والتمثيل الغذائي للجلوكوز.

(6) Pathway

يبحث تأثيرات المركبات الغذائية ومكونات الغذاء الأخري علي الجينات

والبروتينات

وعمليات

التمثيل

الغذائي

يستخدم

المصطلح

من Transcriptoics, metabolomics,proteomicsفي بحث

التغذية والوراثة.

يبحث

تأثير التباين الوراثي

كل

تأثير

المستقل علي التأثير المتداخل بين الغذاء

والمرض وغالبا باستخدام Genomicsفي دراسات ال .nutrigenetics يبحث تعديلات الجينوم التي تنسخ من جيل لآخر ولكنها لا تتضمن التغيرات

في تسلسل الحامض النووي .DNA

تمثيل بياني للعلاقات بين البيانات المبنية علي التشابه .في تركيزاتها او

التغيرات في التركيزات.

(7) Nutrigenomics

(8) Nutrigenetics

(9) Epigenetics

(10) Cluster

تمثيل بياني معقد للبيانات البيولوجية التي يتم تطويرها من البيانات التجريبية وهذا يتضمن العلاقات المعروفة )المسارات والعلاقات الجديدة المرتبطة

بالمسارات(.

١٠١٠

(11) Network