Estado da arte do sequenciamento genômico na pecuária / Status of the art sequencing genome on livestock

Desde que a possibilidade de determinar a sequência nucleotídica de genomas surgiu em 1975, muitos foram os avanços da genômica. Na década de noventa teve início o sequenciamento do genoma humano, viabilizado em grande parte pelos avanços nos métodos computacionais. Nos últimos dez anos, o advento de tecnologias de sequenciamento de nova geração permitiu o sequenciamento de milhões de bases a baixo custo e em curto espaço de tempo quando comparadas às técnicas de sequenciamento anteriores. Após a conclusão do projeto genoma humano, muitas iniciativas foram tomadas para a realização do sequenciamento de diversas espécies domésticas, gerando grande volume de dados, e redirecionando os estudos genéticos. Esta revisão teve como objetivo descrever o estado atual do sequenciamento das principais espécies de animais domésticos de interesse econômico, bem como de expor as ferramentas mais utilizadas no acesso às informações genômicas.

There has been a lot of advance in genomics since 1975 when the possibility to determine the nucleotide sequence of a genome was described. In the 90’s the human genome sequencing was started and it was greatly favored by advances in computer technologies. In the last ten years the development of next generation sequencing technologies allowed the sequencing of millions of bases at low cost and in a shorter time compared to the previous technologies. After the conclusion of the human genome project, several initiatives to sequence the genome of domestic animal species were taken, resulting in a large amount of data that is redirecting the goals of genetic studies in domestic animals. The aim of this review was to describe the present situation of the sequencing initiatives on the main domestic animal species of economical interest as well as to list the most important tools available to access the genomic information.

STATUS OF THE ART SEQUENCING GENOME ON LIVESTOCK / Estado da arte do sequenciamento genômico na pecuária

Desde que a possibilidade de determinar a sequência nucleotídica de genomas surgiu em 1975, muitos foram os avanços da genômica. Na década de noventa teve início o sequenciamento do genoma humano, viabilizado em grande parte pelos avanços nos métodos computacionais. Nos últimos dez anos, o advento de tecnologias de sequenciamento de nova geração permitiu o sequenciamento de milhões de bases a baixo custo e em curto espaço de tempo quando comparadas às técnicas de sequenciamento anteriores. Após a conclusão do projeto genoma humano, muitas iniciativas foram tomadas para a realização do sequenciamento de diversas espécies domésticas, gerando grande volume de dados, e redirecionando os estudos genéticos. Esta revisão teve como objetivo descrever o estado atual do sequenciamento das principais espécies de animais domésticos de interesse econômico, bem como de expor as ferramentas mais utilizadas no acesso às informações genômicas. SUMMARY There has been a lot of advance in genomics since 1975 when the possibility to determine the nucleotide seq

Estado da arte do sequenciamento genômico na pecuária / Status of the art sequencing genome on livestock

Desde que a possibilidade de determinar a sequência nucleotídica de genomas surgiu em 1975, muitos foram os avanços da genômica. Na década de noventa teve início o sequenciamento do genoma humano, viabilizado em grande parte pelos avanços nos métodos computacionais. Nos últimos dez anos, o advento de tecnologias de sequenciamento de nova geração permitiu o sequenciamento de milhões de bases a baixo custo e em curto espaço de tempo quando comparadas às técnicas de sequenciamento anteriores. Após a conclusão do projeto genoma humano, muitas iniciativas foram tomadas para a realização do sequenciamento de diversas espécies domésticas, gerando grande volume de dados, e redirecionando os estudos genéticos. Esta revisão teve como objetivo descrever o estado atual do sequenciamento das principais espécies de animais domésticos de interesse econômico, bem como de expor as ferramentas mais utilizadas no acesso às informações genômicas.(AU)

There has been a lot of advance in genomics since 1975 when the possibility to determine the nucleotide sequence of a genome was described. In the 90s the human genome sequencing was started and it was greatly favored by advances in computer technologies. In the last ten years the development of next generation sequencing technologies allowed the sequencing of millions of bases at low cost and in a shorter time compared to the previous technologies. After the conclusion of the human genome project, several initiatives to sequence the genome of domestic animal species were taken, resulting in a large amount of data that is redirecting the goals of genetic studies in domestic animals. The aim of this review was to describe the present situation of the sequencing initiatives on the main domestic animal species of economical interest as well as to list the most important tools available to access the genomic information.(AU)

Melhoramento genético de equinos: aspectos bioquímicos / Horse breeding program: biochemical aspects

Nos últimos anos, a equinocultura no Brasil se desenvolveu e ganhou importância nas atividades de esporte e lazer. O complexo do agronegócio do cavalo é relevante no cenário nacional e o país apresenta destaque na importação e exportação de animais vivos. A exportação de cavalos de corrida tem aumentado e as técnicas de melhoramento genético visando melhor desempenho esportivo têm sido almejadas por criadores, apesar do distanciamento destes com os centros de pesquisa. Estudos científicos foram publicados em várias áreas da produção equina, porém, quando se trata de melhoramento genético, valores de herdabilidades e correlações para características relacionadas ao desempenho atlético de cavalos de esporte dificultam uma seleção simples e direta. A seleção genômica pode fornecer as ferramentas necessárias para o aperfeiçoamento do melhoramento das raças equinas embora fatores ambientais possam interferir no desempenho dos equinos, como nutrição e o treinamento realizado nos cavalos esportistas. Várias fibras musculares compõem o músculo esquelético dos cavalos. Suas proporções e tipos podem ser modificados conforme o treinamento aplicado. Outros fenótipos que podem ser alterados com o treinamento se referem a processos envolvendo mecanismos de homeostase ácido/base. O ATP é o principal combustível fornecido para que a contração muscular ocorra. Uma das vias de produção de ATP é a glicólise anaeróbia que tem como produto final o lactato e o hidrogênio, este, um dos responsáveis pela fadiga muscular. Transportadores Monocarboxilatos tipo 1 (MCT1), presentes nas hemácias, e sua proteína acessória (CD147) têm como função transportar íons H+ e lactato do plasma para o eritrócito contribuindo para a manutenção da homeostasia ácido/base retardando a acidose sistêmica e a fadiga de fibras musculares glicolíticas. Pesquisas estão sendo realizadas com o intuito de explorar a expressão desses transportadores nos músculos e hemácias de cavalos com o objetivo de buscar possíveis alternativas para melhorar o desempenho de cavalos em esportes.

In recent years, in Brazil, horse breeding has developed and gained importance in sports and leisure activities. The complex horse agribusiness is relevant on the national scene and the country is an important importer and exporter of horses. The export of racehorses has increased lately and the search for breeding techniques that aim at better sports performance is being sought by breeders, despite their distant relationship with research centers. Scientific studies have been published in various areas of equine production, but when it comes to breeding, heritability values ​​and correlations for traits related to athletic performance of athlete horses, a straightforward selection becomes difficult. The genomic selection can provide the tools necessary to improve horse breeds; although, environmental factors, such as nutrition and sports training can affect horse performance. Horse skeletal muscle is made up by several muscle fibers, whose proportions and types can be modified by specific training. Other phenotypes that can be changed by training are the processes involving acid/base homeostasis mechanisms. ATP is the main fuel supplied for muscle contraction to happen. One of ATP production pathways is anaerobic glycolysis which produces lactate and hydrogen, this one responsible for lowering the pH causing muscle fatigue. Monocarboxylate transporters type 1 (MCT1) and its ancillary protein (CD147) have as function to transport H+and lactate ions from plasma to red blood cells contributing to the maintenance of acid/base homeostasis retarding systemic acidosis and fatigue of glycolytic muscle fibers. Researches are being conducted in order to determine the role of these transporters in muscle and red blood cells, and to seek possible alternatives to improve horse sports performance.

HORSE BREEDING PROGRAM: BIOCHEMICAL ASPECTS. / Melhoramento genético de equinos: Aspectos bioquímicos

Nos últimos anos, a equinocultura no Brasil se desenvolveu e ganhou importância nas atividades de esporte e lazer. O complexo do agronegócio do cavalo é relevante no cenário nacional e o país apresenta destaque na importação e exportação de animais vivos. A exportação de cavalos de corrida tem aumentado e as técnicas de melhoramento genético visando melhor desempenho esportivo têm sido almejadas por criadores, apesar do distanciamento destes com os centros de pesquisa. Estudos científicos foram publicados em várias áreas da produção equina, porém, quando se trata de melhoramento genético, valores de herdabilidades e correlações para características relacionadas ao desempenho atlético de cavalos de esporte dificultam uma seleção simples e direta. A seleção genômica pode fornecer as ferramentas necessárias para o aperfeiçoamento do melhoramento das raças equinas embora fatores ambientais possam interferir no desempenho dos equinos, como nutrição e o treinamento realizado nos cavalos esportistas

Melhoramento genético de equinos: aspectos bioquímicos / Horse breeding program: biochemical aspects

Nos últimos anos, a equinocultura no Brasil se desenvolveu e ganhou importância nas atividades de esporte e lazer. O complexo do agronegócio do cavalo é relevante no cenário nacional e o país apresenta destaque na importação e exportação de animais vivos. A exportação de cavalos de corrida tem aumentado e as técnicas de melhoramento genético visando melhor desempenho esportivo têm sido almejadas por criadores, apesar do distanciamento destes com os centros de pesquisa. Estudos científicos foram publicados em várias áreas da produção equina, porém, quando se trata de melhoramento genético, valores de herdabilidades e correlações para características relacionadas ao desempenho atlético de cavalos de esporte dificultam uma seleção simples e direta. A seleção genômica pode fornecer as ferramentas necessárias para o aperfeiçoamento do melhoramento das raças equinas embora fatores ambientais possam interferir no desempenho dos equinos, como nutrição e o treinamento realizado nos cavalos esportistas. Várias fibras musculares compõem o músculo esquelético dos cavalos. Suas proporções e tipos podem ser modificados conforme o treinamento aplicado. Outros fenótipos que podem ser alterados com o treinamento se referem a processos envolvendo mecanismos de homeostase ácido/base. O ATP é o principal combustível fornecido para que a contração muscular ocorra. Uma das vias de produção de ATP é a glicólise anaeróbia que tem como produto final o lactato e o hidrogênio, este, um dos responsáveis pela fadiga muscular. Transportadores Monocarboxilatos tipo 1 (MCT1), presentes nas hemácias, e sua proteína acessória (CD147) têm como função transportar íons H+ e lactato do plasma para o eritrócito contribuindo para a manutenção da homeostasia ácido/base retardando a acidose sistêmica e a fadiga de fibras musculares glicolíticas. Pesquisas estão sendo realizadas com o intuito de explorar a expressão desses transportadores nos músculos e hemácias de cavalos com o objetivo de buscar possíveis alternativas para melhorar o desempenho de cavalos em esportes.(AU)

In recent years, in Brazil, horse breeding has developed and gained importance in sports and leisure activities. The complex horse agribusiness is relevant on the national scene and the country is an important importer and exporter of horses. The export of racehorses has increased lately and the search for breeding techniques that aim at better sports performance is being sought by breeders, despite their distant relationship with research centers. Scientific studies have been published in various areas of equine production, but when it comes to breeding, heritability values ​​and correlations for traits related to athletic performance of athlete horses, a straightforward selection becomes difficult. The genomic selection can provide the tools necessary to improve horse breeds; although, environmental factors, such as nutrition and sports training can affect horse performance. Horse skeletal muscle is made up by several muscle fibers, whose proportions and types can be modified by specific training. Other phenotypes that can be changed by training are the processes involving acid/base homeostasis mechanisms. ATP is the main fuel supplied for muscle contraction to happen. One of ATP production pathways is anaerobic glycolysis which produces lactate and hydrogen, this one responsible for lowering the pH causing muscle fatigue. Monocarboxylate transporters type 1 (MCT1) and its ancillary protein (CD147) have as function to transport H+and lactate ions from plasma to red blood cells contributing to the maintenance of acid/base homeostasis retarding systemic acidosis and fatigue of glycolytic muscle fibers. Researches are being conducted in order to determine the role of these transporters in muscle and red blood cells, and to seek possible alternatives to improve horse sports performance.(AU)

Estudo da correlação da densitometria óssea e do perímetro diafisário medial do terceiro metacarpiano em equinos / Correlation study on equine bone densitometry and third metacarpus diaphyseal perimeter

In this study, 14 "post mortem" equine metacarpal bones were evaluated to correlate the medial III metacarpus perimeter to dorsal bone density of the same region using Computed Tomography and Quantitative Ultrasound (QUS). According to Pearson's test, there were not correlations between these variables. Considering there are few bone densitometry studies in horses and there are many variables that can interfere with bone mineralization, new studies on equine bone density applying standard variables are recommended.

Characterization of gene polymorphisms related to immune system physiology in Mangalarga horses / Caracterização de polimorfismos gênicos relacionados à fisiologia do sistema imune em equinos da raça Mangalarga

The objectives of this study were to standardize a PCR-RFLP genotyping method for the AY_731081:g.1900T>C SNP of the equine CD14 gene, and to characterize this SNP and two other polymorphisms (AY_005808: c.1530A>G of the TLR4 gene and AX_463789: g.133T>C of the Cε gene) in Mangalarga horses, in order to contribute to future studies investigating the association between DNA markers and traits related to immune system physiology in this breed. A total of 151 Mangalarga horses of both sexes and variable ages, representative of the population of São Paulo State, were used. PCR-RFLP was found to be adequate for genotyping of the AY_731081: g.1900T>C SNP of the equine CD14 gene. However, this polymorphism is probably not present in Mangalarga horses, thus impairing association studies using this marker in the breed. The population genetic parameters obtained for the TLR4 AY_005808:c.1530A>G and Cε AX_463789:g.133T>C polymorphisms suggest the use of these markers in association studies with immune system-related traits in Mangalarga horses.(AU)

Os objetivos deste trabalho foram a padronização da metodologia PCR-RFLP para genotipagem do SNP AY_731081:g.1900T>C do gene CD14 equino, bem como a caracterização em equinos da raça brasileira Mangalarga deste e de outros dois polimorfismos, o AY_005808: c.1530A>G do TLR4 e o AX_463789: g.133T>C do Cε, a fim de promover o embasamento necessário para futuras pesquisas visando à associação entre marcadores de DNA e características relacionadas à fisiologia do sistema imune na raça. Para tanto, foram utilizados 151 animais Mangalarga, de ambos os sexos e de idades variadas, representativos da população do estado de São Paulo. O método de PCR-RFLP mostrou-se adequado para a genotipagem do SNP AY_731081: g.1900T>C do gene CD14 equino. Entretanto, tal polimorfismo provavelmente não ocorre em equinos Mangalarga, impossibilitando estudos de associação com o marcador na raça. Os parâmetros genético-populacionais obtidos para os polimorfismos AY_005808:c.1530A>G do gene TLR4 e o AX_463789:g.133T>C do gene Cε demonstraram a possibilidade de realização de pesquisas.(AU)

Estudo da correlação da densitometria óssea e do perímetro diafisário medial do terceiro metacarpiano em equinos

In this study, 14 "post mortem" equine metacarpal bones were evaluated to correlate the medial III metacarpus perimeter to dorsal bone density of the same region using Computed Tomography and Quantitative Ultrasound (QUS). According to Pearson's test, there were not correlations between these variables. Considering there are few bone densitometry studies in horses and there are many variables that can interfere with bone mineralization, new studies on equine bone density applying standard variables are recommended.

HORSE BREEDING PROGRAM: BIOCHEMICAL ASPECTS. / Melhoramento genético de equinos: Aspectos bioquímicos.

Nos últimos anos, a equinocultura no Brasil se desenvolveu e ganhou importância nas atividades de esporte e lazer. O complexo do agronegócio do cavalo é relevante no cenário nacional e o país apresenta destaque na importação e exportação de animais vivos. A exportação de cavalos de corrida tem aumentado e as técnicas de melhoramento genético visando melhor desempenho esportivo têm sido almejadas por criadores, apesar do distanciamento destes com os centros de pesquisa. Estudos científicos foram publicados em várias áreas da produção equina, porém, quando se trata de melhoramento genético, valores de herdabilidades e correlações para características relacionadas ao desempenho atlético de cavalos de esporte dificultam uma seleção simples e direta. A seleção genômica pode fornecer as ferramentas necessárias para o aperfeiçoamento do melhoramento das raças equinas embora fatores ambientais possam interferir no desempenho dos equinos, como nutrição e o treinamento realizado nos cavalos esportistas

STATUS OF THE ART SEQUENCING GENOME ON LIVESTOCK / Estado da arte do sequenciamento genômico na pecuária.

Desde que a possibilidade de determinar a sequência nucleotídica de genomas surgiu em 1975, muitos foram os avanços da genômica. Na década de noventa teve início o sequenciamento do genoma humano, viabilizado em grande parte pelos avanços nos métodos computacionais. Nos últimos dez anos, o advento de tecnologias de sequenciamento de nova geração permitiu o sequenciamento de milhões de bases a baixo custo e em curto espaço de tempo quando comparadas às técnicas de sequenciamento anteriores. Após a conclusão do projeto genoma humano, muitas iniciativas foram tomadas para a realização do sequenciamento de diversas espécies domésticas, gerando grande volume de dados, e redirecionando os estudos genéticos. Esta revisão teve como objetivo descrever o estado atual do sequenciamento das principais espécies de animais domésticos de interesse econômico, bem como de expor as ferramentas mais utilizadas no acesso às informações genômicas. SUMMARY There has been a lot of advance in genomics since 1975 when the possibility to determine the nucleotide seq