[发明专利]用于测量组织的还原当量产量以确定代谢率的方法及使用方法

说明书

用于鉴定遗传上优越的动物、提高动物的饲料效率或生产力的药物、营养策略或生理操作的方法，例如，基于特定组织的代谢率选择遗传上优越的饲料效率或生产力的动物，其中某些组织如骨骼肌的代谢率与饲料效率成反比，而其它组织如乳腺的代谢率与产奶量成正比。因此，具有低骨骼肌代谢率的动物通常更有效地进食，例如每单位食物增加更多体重。本文的方法可用于改善遗传、营养和操作或动物更有效地生产动物产品，例如肉制品、牛奶产品、蛋制品、羊毛制品等。本文的方法也可用于确定动物的饲料效率、生长或产量的估计的繁殖值。

技术领域

本发明涉及测量还原当量(例如NADH、FADH₂、NADP(H)和/或辅酶Q)以在动物和人类中测量组织代谢率的用途。测量还原当量的方法提供了确定动物或人类的代谢率的高通量手段。该方法可用于多种目的，例如评估饲料效率、评估动物的生产力、确定发展成肥胖的可能性、分选动物等。

政府支持

本发明是在政府支持下在USDA/NIFA授予的补助第2016-67016-24866号、第2015-70007-24236号和第2010-38500-21758号下进行的。政府享有本发明的某些权利。

背景技术

基础代谢率可以通过在代谢室中饲养动物来估计，但是由于实际和经济的挑战，代谢室的使用是困难的。或者，可以使用氧传感器或通过测量培养基的CO₂酸化来测量组织的离体代谢率。然而，这些措施都不具有与本发明所述的信号积累相关的灵敏度，并且两者都遭遇到介质和空气之间的气体交换。

本文所述的技术先前用于评估细胞生存力，而不是代谢率。因此，令人惊讶的是发现测量动物(或人类)组织中的还原当量可以用作测量动物(或人类)代谢率的替代物。当发现可以应用组织代谢率来评估个体的饲料效率或组织的生产潜力时，获得了额外的飞跃。本发明的方法的特征在于测量还原当量(例如，NADH、FADH₂、NADP(H)、辅酶Q等)，其用于确定动物或人类的代谢率(例如，组织特异性代谢率)。本发明提供了确定动物或人类的代谢率的高通量方法。

本发明的特征还在于所述方法的用途，例如，使用还原当量测量来测量代谢率的方法。例如，本文的方法可用于：

·鉴定和/或选择饲料有效的动物；

·消除饲料效率差的动物；

·鉴定和/或选择高产动物(例如，高产奶量、高产蛋量、肉产量或任何其它适当的动物产品)；

·鉴定更可能变得超重或肥胖的动物或受试者(例如人类)；

·鉴定对肥胖具有更强抗性的动物或受试者(例如人类)；

·在动物中发展饲料效率、生长、产奶或产蛋的估计的繁殖值；

·选择生产效率较高或饲料效率较好的饲养动物；

·鉴定具有发展成肥胖的特定可能性的动物或人类；

·测试对药物(例如抗生素)、营养物或其它分子的代谢率响应。根据饲料效率和产量的关系，可以应用这些测试来评价这种刺激对产量、饲料效率和服从性驱动的影响；

·评价应激或刺激(例如运动)对动物代谢率的影响。考虑到与饲料效率和产量的关系，这些测试可用于评价这种刺激对产量、饲料效率和服从性驱动的影响。

不希望将本发明限于任何理论或机制，相信本发明的技术是有利的，因为它提供了快速、高通量、可扩展和容易的评估组织代谢率的方法(通过细胞生存力测定，例如测量还原当量)，同时允许用户将该代谢率与参数如饲料效率和组织特异性生产形成相关联。例如，通过将其应用于年轻动物的骨骼肌，可以评估生长；通过在成年骨骼肌中应用这种方法，可以测量或评估饲料效率；通过将其应用于泌乳的乳腺，人们可以确定产奶量。

发明内容