TRANSCRIPTOME PROFILE IN THE SKELETAL MUSCLE OF PROGENY FROM DAMS PROTEIN-SUPPLEMENTED DURING MID-GESTATION

A subnutrição e supernutrição maternas durante a gestação podem causar diferentes efeitos no desenvolvimento muscular e no desempenho da progênie. Este estudo teve como objetivo avaliar os genes diferencialmente expressos (DEG), redes de co-expressão gênica (WGCNA) e suas funções biológicas no músculo esquelético da progênie de vacas suplementadas ou não com proteína durante o terço médio da gestação. De 100 a 200 dias de gestação, dez vacas Tabapuã prenhes de bezerros machos foram alocadas em um de dois tratamentos: Controle [(CON) - fornecimento de dieta basal atingindo 5,5% de proteína bruta (PB); n = 6]; ou Suplementado [(SUP) - dieta basal mais suplemento com 40% de PB fornecido ao nível de 3,5 g / kg de peso corporal; n = 4]. Amostras de tecido muscular foram coletadas da progênie no início da fase de confinamento (260d de vida pós-natal) para análise de RNA-seq, WGCNA e processos biológicos (GO terms) enriquecidos. Um total de 310 DEG (q-valor <0,05) foram identificados para o efeito da dieta, sendo 187 e 123 genes regulados negativamente e regulados positivamente na dieta SUP, respectivamente. Entre os genes mais expressos no grupo SUP, estavam genes relacionados à via de sinalização do receptor de insulina (LOC107131843); regulação da apoptose (KRT18, KRT8 e KRT19); regulação negativa da atividade da lipoproteína lipase (ANGPTL4) e transporte transmembrana de íons potássio (KCNH3). O gene ENSBTAG00000032057, envolvido na síntese de ATP acoplado ao transporte de prótons, foi regulado negativamente no grupo SUP. Na análise de WGCNA, entre os genes identificados no módulo negativamente associado à dieta, foram encontrados ANGPTL4 e ANKRD6 (associado à via de sinalização da Wnt); enquanto nos módulos relacionados positivamente à dieta, foi encontrado o gene KLHL10 (homeostase do número de células de um tecido). A análise dos GO terms mostrou que os DEG foram enriquecidos principalmente no transporte transmembrana de íons de potássio, polimerização ou despolimerização de microtúbulos e regulação positiva da biogênese de componentes celulares. Em conclusão, a suplementação materna com proteína durante o terço médio da gestação modula a expressão de genes envolvidos em importantes processos biológicos relacionados à miogênese, lipogênese e metabolismo dos tecidos muscular e adiposo

Maternal undernutrition and overnutrition during gestation can cause different effects on muscle development and offspring performance. This study aimed to evaluate the differentially expressed genes (DEG), weighed genes co-expression networks (WGCNA), and their biological functions in skeletal muscle of offspring from dams supplemented or not with protein during mid-gestation. From 100 to 200 days of gestation, ten Tabapuã beef cows pregnant of male calves were assigned to one of two treatments: Control [(CON) - supply of basal diet achieving 5.5% of crude protein (CP); n = 6]; or Supplemented [(SUP) - basal diet plus a supplement with 40% of CP provided at the level of 3.5 g/kg of body weight; n = 4]. Muscle samples were collected from the progeny at the beginning of feedlot phase (260d of postnatal age) to RNA-seq, WGCNA and Gene Ontology (GO) enrichment analysis. A total of 310 DEG (q-value < 0.05) were identified for the effect of diet, being 187 and 123 genes down-regulated and up-regulated in the SUP diet, respectively. Within the SUP up-regulated genes, were genes related to insulin receptor signaling pathway (LOC107131843); apoptosis regulation (KRT18, KRT8 and KRT19); negative regulation of lipoprotein lipase activity (ANGPTL4) and potassium ion transmembrane transport (KCNH3). The ENSBTAG00000032057 gene, involved in the ATP synthesis coupled proton transport, were down-regulated in SUP diet. In WGCNA, within hub genes identified in the module negatively associated with diet were ANGPTL4 and ANKRD6 (associated with Wnt signaling pathway); whereas in the modules positively correlated was KLHL10 (homeostasis of number of cells within a tissue). The GO analysis showed that DEG were mainly enriched in potassium ion transmembrane transport, microtubule polymerization or depolymerization and positive regulation of cellular component biogenesis. In conclusion, maternal protein supplementation during mid-gestation modulates the expression of genes involved in important biological process related to myogenesis, lipogenesis, and muscle and adipose tissues metabolism.

Proteomic profile os skeletal muscle and liver tissue of high and low residual feed intake identified Nellore cattle

O consumo alimentar residual (CAR) tem sido amplamente utilizado para avaliar a eficiência alimentar, no entanto a base molecular desta característica permanece obscura. A fim de caracterizar os mecanismos responsáveis por diferenças no metabolismo energético de gado de corte, o proteoma do músculo esquelético e tecido hepático foi analisado. A partir de um grupo de 120 machos Nelore avaliados para CAR, os animais com os maiores (n= 9) e menores (n = 9) valores foram selecionados para estudos de abundância de proteína. As amostras foram coletadas imediatamente após o abate e submetidas a eletroforese bidimensional em gel (2-DE) seguida de espectrometria de massas para identificação de proteínas diferencialmente abundantes associadas com os valores de CAR. Dois spots diferencialmente abundantes foram identificados no músculo esquelético do grupo de alto CAR (Alfa actin - 1 e 14-3-3 epsilon), um foi identificado no músculo do grupo de baixo CAR (Heat Shock Protein Beta-1) e um foi identificado no fígado do grupo de baixo CAR (10-Formyltetrahydrofolate dehydrogenase) (p0,05). Estes dados indicam que a seleção genética para CAR tende a causar alterações no perfil de proteínas do músculo esquelético e fígado, sugerindo que as diferenças entre animais com baixo e alto CAR podem ser ocasionadas por turnover proteico do músculo esquelético e metabolismo energético do fígado.

Residual feed intake (RFI) has been extensively used to evaluate feed efficiency, however the molecular underlying differences in this trait remains unclear. In order to characterize mechanisms driving differences on energy metabolism of beef cattle skeletal muscle and liver tissue proteome was analyzed. From a group of 120 Nellore young bulls identified for RFI, cattle with the highest (n=9) and lowest (n=9) values were selected for protein abundance studies. Samples were collected immediately after slaughter and subjected to two-dimensional gel electrophoresis (2-DE) followed by mass spectrometry to identify differentially abundant proteins associated with RFI values. Two differentially abundant spots were identified in skeletal muscle of high RFI group (Alpha actin 1 e 14-3-3 protein epsilon), one was identified in muscle of low RFI group (Heat shock protein beta-1) and one was identified in liver tissue of low RFI group (10-formyltetrahydrofolate dehydrogenase) (P<0.05). These data indicates that genetic selection for RFI tends to cause changes in skeletal muscle and liver protein profile, suggesting that differences in low and high RFI cattle may be due skeletal muscle protein turnover and liver energy metabolism.