Depicting residual feed intake in Nellore cattle through gene expression, lipidomic profiling and pathway-based meta-analysis
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Data de Publicação: | 2019 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | eng |
Título da fonte: | LOCUS Repositório Institucional da UFV |
Texto Completo: | http://www.locus.ufv.br/handle/123456789/24818 |
Resumo: | O aumento na eficiência alimentar resulta em diminuição no custo de alimentação. Assim, para melhorar a rentabilidade do sistema de produção de bovinos é necessário selecionar animais com maior eficiência alimentar. O consumo alimentar residual (CAR) tornou-se a medida preferencial para eficiência alimentar, uma vez que o CAR não está correlacionado com a taxa de crescimento. Pesquisadores demonstraram que muitos mecanismos fisiológicos contribuem para a variação do CAR, entre eles a o turnover proteico, metabolismo dos tecidos, síntese e transporte de ácidos graxos, resposta inflamatória, absorção de glicose e oxidação de ácidos graxos. Mesmo assim, as bases moleculares que controlam essa característica ainda não estão bem elucidadas. Assim, objetivamos investigar as bases biológicas que poderiam ser responsáveis por diferenças na classificação de animais quanto ao CAR. Para isso, realizamos uma meta-análise para vias metabólicas usando vários resultados de estudos de associação genômica com o intuito de procurar vias que possam explicar o mecanismo de controle dessa característica. Uma via significativa (degradação de valina, leucina e isoleucina) relacionada ao CAR foi encontrada. Esta via está relacionada ao turnover proteico e a gliconeogênese. Além disso, foram avaliadas amostras de tecido muscular e hepático de 27 novilhos da raça Nelore, classificadas como alto, médio e baixo CAR. As amostras foram utilizadas para avaliar a expressão de mRNA de genes envolvidos no metabolismo lipídico e para realizar análises lipidômicas. Não foram encontradas diferenças significativas na expressão de mRNA. Na análise lipidômica, verificou-se que os animais do grupo alto CAR apresentaram maiores níveis de ácidos graxos e triglicerídeos em comparação aos animais de médio e baixo CAR, indicando um possível aumento no uso de fontes de energia lipídica nos animais de baixo CAR e um aumento na deposição de lipídeos nos animais de alto CAR. Além disso, foram observadas diferenças nos principais componentes lipídicos da membrana celular, que estão relacionados com a sinalização celular e com o transporte de moléculas. Estes resultados sugerem que a diferença no CAR está associada a alterações no metabolismo lipídico, porém essas alterações não são causadas por diferenças na expressão de mRNA dos genes envolvidos neste metabolismo. |
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Pesquisadores demonstraram que muitos mecanismos fisiológicos contribuem para a variação do CAR, entre eles a o turnover proteico, metabolismo dos tecidos, síntese e transporte de ácidos graxos, resposta inflamatória, absorção de glicose e oxidação de ácidos graxos. Mesmo assim, as bases moleculares que controlam essa característica ainda não estão bem elucidadas. Assim, objetivamos investigar as bases biológicas que poderiam ser responsáveis por diferenças na classificação de animais quanto ao CAR. Para isso, realizamos uma meta-análise para vias metabólicas usando vários resultados de estudos de associação genômica com o intuito de procurar vias que possam explicar o mecanismo de controle dessa característica. Uma via significativa (degradação de valina, leucina e isoleucina) relacionada ao CAR foi encontrada. Esta via está relacionada ao turnover proteico e a gliconeogênese. Além disso, foram avaliadas amostras de tecido muscular e hepático de 27 novilhos da raça Nelore, classificadas como alto, médio e baixo CAR. As amostras foram utilizadas para avaliar a expressão de mRNA de genes envolvidos no metabolismo lipídico e para realizar análises lipidômicas. Não foram encontradas diferenças significativas na expressão de mRNA. Na análise lipidômica, verificou-se que os animais do grupo alto CAR apresentaram maiores níveis de ácidos graxos e triglicerídeos em comparação aos animais de médio e baixo CAR, indicando um possível aumento no uso de fontes de energia lipídica nos animais de baixo CAR e um aumento na deposição de lipídeos nos animais de alto CAR. Além disso, foram observadas diferenças nos principais componentes lipídicos da membrana celular, que estão relacionados com a sinalização celular e com o transporte de moléculas. Estes resultados sugerem que a diferença no CAR está associada a alterações no metabolismo lipídico, porém essas alterações não são causadas por diferenças na expressão de mRNA dos genes envolvidos neste metabolismo.Increase in feed efficiency result in decrease in feed costs. Thus, to improve profitability in beef cattle production system is necessary to select animals more efficient in the use of feed sources. The residual feed intake (RFI) has become the preferable measure for feed efficiency, once that RFI is not correlated with growth rate or other production trait. Researchers have demonstrated that many physiological mechanisms contribute to variation in RFI, among them are protein turnover, tissue metabolism, synthesis and transportation of fatty acid, inflammatory response, glucose absorption and fatty acid oxidation. Even so, the molecular bases controlling this trait are not well elucidate yet. Thus, we aimed to investigate the biological bases that could be responsible for differences in animals classified for RFI. For that, we performed a pathway meta-analysis approach using several genome association studies results to search for significant pathways that may explain the genetic mechanism underlying this trait. We used an efficient permutation hypothesis test that takes into account the linkage disequilibrium patterns between SNPs. One significant pathway (valine, leucine and isoleucine degradation) related to RFI was found. This pathway is related to protein turnover and gluconeogenic process. In addition, we evaluated samples from muscle and liver tissue of 27 Nellore steers, classified as high, medium and low RFI. The samples were used to evaluate the mRNA expression of genes involved in the lipid metabolism and to carry out lipidomic analysis. None significant differences in mRNA expression were found. In the lipidomic analysis, it was found that animals from the high RFI group exhibited higher levels of fatty acids and triglycerides compared to medium and low RFI animals, indicating a possible increase in the requirement of lipid energy sources in the low RFI animals and also an increase in fat deposition in high RFI animals. In addition, it was observed differences in the lipid main components of cell membrane, which are related with cell signaling and molecules transportation. These results suggest that difference in RFI is associated with changes in lipid metabolism, but these changes are not caused by differences in the mRNA expression of the genes involved in this metabolism.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e TecnológicoengUniversidade Federal de ViçosaBovinos - Melhoramento genéticoEficiência alimentarGenética e Melhoramento dos Animais DomésticosDepicting residual feed intake in Nellore cattle through gene expression, lipidomic profiling and pathway-based meta-analysisCaracterização do consumo alimentar residual em bovinos Nelore através de expressão gênica, do perfil lipodômico e meta-análises para vias metabólicasinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisUniversidade Federal de ViçosaDepartamento de ZootecniaDoutor em ZootecniaViçosa - MG2019-02-01Doutoradoinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:LOCUS Repositório Institucional da UFVinstname:Universidade Federal de Viçosa (UFV)instacron:UFVORIGINALtexto completo.pdftexto completo.pdftexto completoapplication/pdf1072459https://locus.ufv.br//bitstream/123456789/24818/1/texto%20completo.pdf981c1e9557663d6de6666571da8676caMD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://locus.ufv.br//bitstream/123456789/24818/2/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52123456789/248182019-04-26 14:09:26.859oai:locus.ufv.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://www.locus.ufv.br/oai/requestfabiojreis@ufv.bropendoar:21452019-04-26T17:09:26LOCUS Repositório Institucional da UFV - Universidade Federal de Viçosa (UFV)false |
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