Perfis de ácido graxo e de expressão gênica global em ovinos deslanados

Para um melhor entendimento de como as variações genéticas contribui para o aumento da produção de carne ovina depende fortemente de identificar e estudar os genes transcritos no músculo esquelético. Neste contexto, buscou-se comparar os perfis de expressão gênica global no músculo Longissimus (LD) de quatro grupos genéticos de ovinos em crescimento pós-natal. Foi analisado também o perfil de ácidos graxos do músculo LD e analisamos a correlação desses dados com a expressão gênica de vários genes. Foi utilizado microarrays de oligonucleotídeos (Sheep oligo microarray), que contêm 15.744 sondas, para comparar os perfis de transcrição de genes no músculo LD de cordeiros das raças Morada Nova (MO), Somalis Brasileira (SO) e Santa Inês (SI) e os mestiços Dorper e ½ Morada Nova x ½ (F1) criados em pastagem irrigada na região Semi-árida Brasileira. Os resultados mostraram que 262 transcritos foram diferencialmente expressos entre os quatro grupos genéticos. Um total de 26 transcritos de funções conhecida foram diferencialmente expressos em todas as comparações MOSO (C1), F1-MO (C2), F1-SO (C3), SI-MO (C4), SI-SO (C5) e F1-SI (C6). A abundância de transcritos envolvidos com o desenvolvimento do tecido muscular esquelético e da adipogênese intramuscular foi encontrada em todas as raças. Foi observada forte expressão de fatores de transcrição (MyoD e IGFBP-4), de genes envolvidos com a biossíntese dos ácidos graxos (PGDS e SCD), adipogênese (PPAR e C/EBPδ) e com o metabolismo de carboidratos (ATP5G1, PYGL, GLUT-3 e GGTA1). Os genes altamente transcritos que codificam enzimas do metabolismo energético: PYGL (SISOSI), GLUT-3 (SOSO>F1SIMO) sugerem um metabolismo mais glicolítico, o qual indica maior utilização de carboidratos do que de lipídios como substratos energéticos no tecido. Uma maior expressão de genes que controlam a adipogênese intramuscular sugere que a idade em que os animais foram avaliados inicia-se a deposição de gordura intramuscular. A análise de agrupamento demonstrou grupos de genes com expressão semelhante, sugerindo novas funções para alguns genes, por associação com a expressão de outros. Por exemplo, os genes IGFBP-4, PGDS, PPARg, GLUT-3, MyoD, C/EBPδ, GGTA1, PYGL, DF e ATP5G1 foram agrupados em um único grupo sugerindo que eles provavelmente pertençam a uma mesma via metabólica. Com relação ao perfil de ácidos graxos, as diferenças genéticas entre os grupos estudados foram responsáveis pelas diferenças em seus perfis de ácidos graxos. Uma forte correlação positiva foi encontrada entre os ácidos graxos poliinsaturados (PUFAs) e os transcritos do gene C/EBPδ, o que leva à hipótese de que os PUFAs podem estar envolvidos na ativação da expressão gênica de tal fator, uma vez que os mesmos podem modular a expressão gênica em resposta a fatores dietéticos e do meio ambiente. Transcritos do gene SCD foram positivamente correlacionados com o índice de aterogenicidade. Este é o primeiro estudo que avaliou a expressão gênica em nível global por meio de microarray em ovinos no Brasil. Os dados encontrados revelaram padrões de expressão raça-específicos no músculo esquelético pós-natal de ovinos. Foram identificados importantes genes associados com o desenvolvimento pós-natal do músculo esquelético, com a deposição de gordura intramuscular e com a qualidade da carne. Após a validação, estas informações podem ser aplicadas em programas de melhoramento genético que serão úteis para a caracterização e desenvolvimento de marcadores que podem ser utilizados para a melhoria destas raças.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e TecnológicoA better understanding of how genetic variation contributes to increased lamb meat production depends on identifying and studying genes transcribed in skeletal muscle. We aimed to compare global gene expression profiles in Longissimus muscle (LD) of four genetic groups of hair sheep during postnatal growth. Fatty acid profile of LD muscle was also analyzed and correlated with expression of several genes. A oligonucleotide microarray consisting of 15,744 probes was used to compare gene transcription profiles of LD from Morada Nova (MO), Brazilian Somali (SO) and Santa Inês (SI) breeds and ½ Dorper x ½ Morada Nova (F1) crossbred lambs raised in irrigated pasture in the Brazilian Semi Arid region. The results showed that 262 transcripts were differentially expressed among the four genetic groups. A total of 26 genes of known function were differentially expressed in MO-SO (C1), F1-MO (C2), F1-SO (C3), MO-SI (C4), SI-SO (C5) and F1-SI (C6) comparisons. The abundance of transcripts involved with skeletal muscle tissue development and intramuscular adipogenesis was found in all breeds. Strong expression of transcriptional factors (MyoD and IGFBP-4), fatty acid biosynthesis (PGDS and SCD), adipogenesis (PPAR and C/EBPδ) and glycolytic metabolism genes (ATP5G1, PYGL, GLUT-3 and GGTA1) was observed. The highly transcribed genes that encode energy metabolic enzymes: PYGL (SISOSI), GLUT-3 (SOSO>F1SIMO) suggest a more glycolytic metabolism, that indicates higher use of carbohydrates than lipids as energy substrates in tissue. Cluster analysis revealed groups of genes with similar expression and suggest new roles for some genes by association with the expression of other genes. For example, the genes IGFBP-4, PGDS, PPARγ, GLUT-3, MyoD, C/EBPδ, GGTA1, PYGL, SCD and ATP5G1 were clustered in the same group, suggesting that they probably belong to the same metabolic pathway. With respect to fatty acid profile, the genetic differences among the groups studied were responsible for the differences in their fatty acid profiles. A strong positive correlation was found between polyunsaturated fatty acids (PUFAs) and gene transcripts C/EBPδ, leading to the hypothesis that PUFAs may is activate the expression of transcription factors, which modulate gene expression in response to dietary factors and the environment. SCD gene transcripts were positively correlated with the index of atherogenicity. This study which was the first evaluated of a whole-genome expression in Brazilian sheep, revealing breed-specific patterns of gene expression in postnatal sheep skeletal muscle. We identified important genes associated with the postnatal development of skeletal muscle, with the deposition of intramuscular fat and meat quality. After validation, this information can be applied in breeding programs that will be useful for characterization and development of markers that can be used in the improvement of these breeds