Portal de Pesquisa da BVS Veterinária

Tese em Português | VETTESES | ID: vtt-207557

Resumo

Os búfalos tem potencial econômico e industrial que está, no entanto, sub-utilizado devido, entre outros fatores, a baixa eficiência de biotecnologias reprodutivas como a Produção In Vitro de Embriões (PIVE). A eficiência da PIVE, por sua vez, relaciona-se ao conhecimento sobre o funcionamento de oócitos e embriões. Nesse sentido, o uso de Sequenciamento De Nova Geração (NGS) de RNA (RNA-seq) têm proporcionado avanços para o entendimento dos mecanismos de maturação oocitária e desenvolvimento embrionário em diversas espécies domésticas, e foram revisados no capítulo 1. Este trabalho é dedicado ao estudo dos aspectos moleculares da maturação oocitária e desenvolvimento embrionário em bubalinos. No capítulo 2, foi feita a descrição e análise dos transcriptomas de oócitos maturados e blastocistos produzidos in vitro de búfalos. Para isso, mRNA foi extraído para a construção de bibliotecas barcoded, que foram sequenciadas na plataforma Ion ProtonTM. As reads foram alinhadas ao genoma de referência bovino (Bos taurus UMD3.1), sendo utilizados o programa Cufflinks para calcular a abundância relativa dos transcritos e o pacote DESeq2 para analisar a expressão. Observou-se a expressão de 13.976 genes, dos quais houve genes compartilhados (62%) e exclusivos com funções especializadas em oócitos (1,6%) e blastocistos (15,7%). Houve 4.153 genes diferencialmente expressos em blastocistos em relação aos oócitos, dos quais alguns genes com maior variação de expressão foram relacionados ao metabolismo de lipídios, implantação e maturação oocitária. Foi elaborado um painel transcriptômico de oócitos e blastocistos in vitro de búfalos, sendo discutida a importância de genes alvo promissores em futuras estratégias de aprimoramento da PIVE na espécie bubalina. No capítulo 3, os transcriptomas de oócitos e blastocistos de búfalos foram comparados aos de bovinos relatados na literatura. Dado que os protocolos de PIVE em búfalos são em grande parte inspirados em bovinos, esta comparação foi utilizada para indicar as simailaridades dos transcriptomas dessas espécies. Foi utilizada a análise de redes de co-expressão e preservação de módulos do pacote WGCNA do programa R. Como resultado, foi observada grande similaridade dos perfis transcriptômicos de búfalos e bovinos. Dos 7 módulos de co-expressão identificados em búfalos, 4 foram fortemente preservados (Z-summary>10) em bovinos, sendo suas ontologias gênicas relacionadas ao programa de desenvolvimento embrionário. Porém, o perfil de expressão dentro dos módulos, definido pelos hub genes, foi diferente, indicando diferenças importantes, em termos de interações gênicas, entre as duas espécies. Conclui-se que esta análise inicial dos transcriptomas de oócitos e blastocistos bubalinos indicou a presença de genes relevantes para a qualidade oocitária e embrionária. E a comparação dos transcriptomas de búfalos e bovinos indicoudiferenças de expressão dentro de módulos conservados que justificam a elaboração de protocolos de PIVE específicos para búfalos.

---

The buffalos have economic and industrial potential, which is, however, underutilized due, among other factors, to the low efficiency of reproductive biotechnologies such as In Vitro Embryo Production (PIVE). The efficiency of PIVE, in turn, is related to knowledge about the functioning of oocytes and embryos. In this sense, the use of New Generation Sequencing (NGS) of RNA (RNA-seq) has provided advances for the understanding of the mechanisms of oocyte maturation and embryo development in several domestic species, and were reviewed in chapter 1. This work is dedicated To study the molecular aspects of oocyte maturation and embryonic development in buffalos. In chapter 2, the description and analysis of the transcriptomes of mature oocytes and blastocysts produced in vitro of buffalos was made. For this, mRNA was extracted for the construction of barcoded libraries, which were sequenced on the Proton Ion platform. The reads were aligned to the bovine reference genome (Bos taurus UMD3.1), using the Cufflinks program to calculate the relative abundance of the transcripts and the DESeq2 package to analyze expression. It was observed the expression of 13,976 genes, of which there were shared (62%) and exclusive genes with specialized functions in oocytes (1.6%) and blastocysts (15.7%). There were 4,153 genes differentially expressed in blastocysts in relation to oocytes, of which some genes with greater variation in expression were related to lipid metabolism, implantation and oocyte maturation. A transcriptomic panel of oocytes and in vitro blastocysts of buffalos was elaborated, and the importance of promising target genes was discussed in future strategies for enhancement of PIVE in the buffalo species. In chapter 3, transcripts of oocytes and buffalo blastocysts were compared to those of cattle reported in the literature. Since the PIVE protocols in buffalos are largely bovine inspired, this comparison was used to indicate the mimicry of the transcriptomes of these species. The analysis of coexpression networks and preservation of modules of the WGCNA package of the R program was used. As a result, a great similarity of buffalo and bovine transcriptomic profiles was observed. Of the 7 co-expression modules identified in buffalo, 4 were strongly preserved (Z-summary> 10) in cattle, with their genetic ontologies related to the embryonic development program. However, the expression profile within the modules, defined by the genes hub, was different, indicating important differences in terms of gene interactions between the two species. It is concluded that this initial analysis of oocyte and buffalo blastocyst transcripts indicated the presence of genes relevant for oocyte and embryonic quality. And the comparison of buffalo and bovine transcriptomes indicated differences of expression within conserved modules that justify the elaboration of specific PIVE protocols for buffalos.

Biblioteca responsável: BR68.1