Expressão diferencial de genes associados ao metabolismo muscular e de deposição de gordura intramuscular em grupos genéticos de suínos divergentes. - MACEDO, M. I. S. (2017)
Resumo: Com este estudo, objetivou-se analisar a expressão diferencial de genes relacionados com desenvolvimento muscular (ATP6, SDHD, LDHA e LDHB) e deposição de gordura intramuscular (FABP4, PPAR? e fator de transcrição GATA-2) no músculo de suínos de genéticas divergentes. Para isso foram analisadas amostras de músculo Longissimus dorsi por meio do RNA extraído de 32 animais de dois grupos genéticos, sendo 16 suínos naturalizados Piau e 16 suínos da Linhagem Comercial em 4 idades pós-natal: ao nascer, 56, 112 e 156 dias. Foram selecionados dois genes que atuam na vias oxidativa (SDHD e ATP6), dois genes da via glicolítica (LDHA e LDHB) que atuam na função mitocondrial do músculo esquelético, dois genes (FABP4 e PPAR?) e um fator de transcrição (GATA-2) que atua na função de deposição de gordura intramuscular e diferenciação de adipócitos e um gene referência (GAPDH), analisadas por PCR quantitativo em tempo real (RT-qPCR ) cujos dados foram gerados na forma de valor de Ct (Cycle threshold) da amostra. Posteriormente, esses dados foram analisados utilizando a macro %QPCR_MIXED desenvolvida no SAS®. Observou-se interações entre grupos genéticos e idades para os genes ATP6, SDHD e LDHA. A expressão de ATP6 foi significativamente diferente entre o nascimento e 112 dias em suínos Piau (P = 0,0022) e Comercial (P = 0,0004), principalmente em suínos comercial, com uma redução aproximada de 380 vezes no nível de expressão. Observou-se variação no nível de expressão do gene ATP6 aos 56 e 156 dias nos suínos Piau quando comparados com os animais comerciais, sendo a expressão do ATP6 100 vezes maior aos 56 dias nos suínos Piau, o que explica a predominância de fibras oxidativas nestes animais. A expressão de SDHD foi significativamente maior entre 56 e 112 dias em comparação ao nascer para os dois grupos genéticos (P <0,001). O gene LDHA foi diferencialmente expresso em todas as idades entre suínos Piau e comerciais, sendo 106 vezes mais expressos do em animais comerciais, o que possivelmente explica a predominância de fibras glicolíticas em nesses animais. Em síntese, houve alterações nos níveis de expressão de mRNA dos genes ATP6 e LDHA, envolvidos na atividade mitocondrial do metabolismo energético muscular entre as diferentes idades e entre os grupos genéticos de suínos e o perfil de expressão do gene SDHD indica alterações no período pós-natal mas não aponta diferenças genéticas entre os suínos divergentes. As diferenças dos níveis de expressão quantificados pelos níveis de mRNA dos genes ATP6, e LDHA em diferentes idades pós-natal indicam respostas biológicas diferentes com implicações diretas no desenvolvimento muscular de suínos. O gene FABP4 apresentou diferenças significativas de expressão, sendo a variação de expressão entre o nascimento (P=0,014) e 56 dias (P=0,0023), respectivamente 43 e 66 vezes mais expressos, em suínos Piau do que em animais Comercial. Houve efeito de interação entre grupo genético e idades analisadas (P=0,0023) com um aumento no nível de expressão no contrastes 56 e 112 dias sendo 46 vezes mais expresso. Foi observado entre as idades variação no nível de expressão do gene PPAR? nos contrastes idades ao nascer e 56 dias (P = 0,0217), idade ao nascer e 112 dias (P=0,0483) e 156 dias (P=0,0063) sendo 12 vezes a maior diferença de expressão entre idade ao nascer e 112 dias de idade (P=0,0483). O fator de transcrição GATA-2 apresentou-se diferencialmente expresso entre os grupos genéticos aos 112 dias de idade (P=0,044) em suínos Piau com expressão de oito vezes mais do que em suínos Comercial. Houve efeito de interação entre grupo genético e idade dos suínos (P<,0001) demonstrando variação na proporção de expressão do gene GATA-2 cada idade de abate em suínos Piau e comercial. Já nos suínos comercial (P<,0001) houve aumento no nível de expressão muito mais evidente entre os 56 e 112 dias 414 vezes mais expresso do que em suínos Piau. As diferenças dos níveis de expressão quantificados pelos níveis de mRNA dos genes FAPB4, PPAR? e fator de transcrição GATA-2 em diferentes idades pós-natal indicam respostas biológicas diferentes com implicações associadas ao acúmulo de gordura intramuscular em suínos, um dos fatores envolvidos na qualidade de carne suína. ------------------- [Differential expression of genes associated with muscle metabolism and intramuscular fat deposition in genetic groups of divergent pigs]. Abstract: Thee aim of this study was to analyze the differential expression of genes related to muscle development (ATP6, SDHD, LDHA and LDHB) and deposition of intramuscular fat (FABP4, PPAR? and GATA-2 transcription factor) in the Longissimus muscle of divergent pigs. Samples of Longissimus dorsi muscle were analyzed by RNA extracted from 32 animals divided into two genetic groups. From each group 16 animals were slaughtered at 4 postnatal ages: at birth, 56, 112, and 156 days. We selected: two genes which act on oxidative pathways (SDHD and ATP6); two genes of the glycolytic pathway (LDHA and LDHB) which act on skeletal muscle mitochondrial function; two genes (FABP4 and PPAR?), and a transcription factor (GATA-2) which act on deposition of intramuscular fat and adipocyte differentiation; and a reference gene (GAPDH). These genes and transcription factor were analyzed by means of real-time quantitative reverse transcription polymerase chain reaction (RT-qPCR), so that data were generated as sample Ct value. Subsequently, such data were analyzed by using the SAS® macro %QPCR_MIXED. Interactions between genetic groups and ages were observed for ATP6, SDHD, and LDHA genes. Expression of ATP6 was significantly different between birth and 112 days of age in Piau (P = 0.0022), and Commercial (P = 0.0004) pigs. The expression level decreased 380 fold for Commercial pigs. Variation in expression level of ATP6 gene at 56 and 156 days of age was observed in Piau pigs when comparing to commercial animals. Expression of ATP6 was 100 fold higher at 56 days in Piau pigs, so that this explains the predominance of oxidative fibers in these animals. When comparing to birth, the expression of SDHD was significantly higher between 56 and 112 days of age for the two genetic groups (P <0.001). LDHA gene was differentially expressed between Piau and commercial pigs at all ages in study, so that this gene was 106 fold more expressed in commercial pigs. This result probably explains the predominance of glycolytic fibers in these animals. In summary, alterations occurred in mRNA expression levels of ATP6, SDHD, and LDHA genes, which are involved in muscle energetic metabolism mitochondrial activity at different ages and in different genetic groups of pigs. Differences in expression levels quantified by mRNA levels of ATP6, SDHD, and LDHA genes at different postnatal ages indicate different biological responses with direct implications on muscle development of pigs. Significant expression differences were observed for FABP4 gene, so that the expression variation between birth (P = 0.014) and 56 days of age (P = 0.0023) was 43 and 66 fold more expressed in Piau pigs than in Commercial pigs, respectively. Interaction effect between genetic groups and within the analyzed ages was observed (P = 0.0023). An increase in expression level in the contrast 56 and 112 days of age was 46 fold more expressed. Variation was observed in the expression level of PPAR? in the contrasts age at birth and 56 days (P = 0.0217), 112 days (P = 0.0483), and 156 days (P = 0.0063). The highest expression difference (12 fold) was observed between age at birth and 112 days of age (P = 0.0483). GATA-2 transcription factor was differentially expressed between genetic groups at 112 days of age (P = 0.044) in Piau pigs, with expression eight fold higher than in Commercial pigs. Interaction effect was observed between genetic group and age of pigs (P <0.0001), showing variation in proportion of GATA-2 gene expression at each slaughter age in Piau and Commercial pigs. Between 56 and 112 days of age, the increase in expression level was much more expressive (414 fold) in Commercial pigs than in Piau pigs. Differences in expression levels quantified by mRNA levels of FAPB4, PPAR? genes, and transcription factor GATA-2 at different postnatal ages indicate different biological responses with implications associated with intramuscular fat accumulation in pigs, which is one factor involved in pork quality.