Estudo de proteínas diferencialmente expressas e integração biológica multi ômicas para características de qualidade de carne e carcaça em bovinos da raça Nelore - Frezarim, Gabriela Bonfá [UNESP] (2023)
As técnicas ômicas são ferramentas poderosas que permitem o estudo abrangente e sistemático dos componentes biológicos em um organismo. Isso inclui a análise do DNA, RNA e proteínas, que fornecem informações sobre diferentes níveis de organização molecular. No entanto, apesar dos avanços obtidos pelas técnicas isoladamente, é cada vez mais aceito pela comunidade científica a ideia de que nenhuma delas é capaz de lidar com a complexidade dos sistemas biológicos por si só. Dessa forma, uma abordagem integrativa por meio de análises de enriquecimento funcional de dados multi-ômicos, pode fornecer informações mais abrangentes e precisas sobre genes e redes biológicas envolvidos em fenótipos de interesse. Portanto, o objetivo do trabalho foi a identificação de biomarcadores por meio de análise proteômica, além de uma abordagem biológica integrativa combinando os dados de GWAS (associação genômica ampla), transcriptômicos (RNA-Seq) e proteômicos (LC-MS/MS) a fim de identificar os principais loci e vias associados às características de interesse. Para isso, 24 bovinos Nelore extremos para cada característica estudada (maciez, área de olho de lombo (AOL), marmoreio e espessura de gordura subcutânea (EGS) foram sequenciados e fenotipados. Os resultados foram apresentados no capítulo 2 e 3. No capítulo 2, foram selecionados para análise proteômica, 12 animais com maiores e 12 animais com menores fenótipos para maciez, AOL, marmoreio e EGS. A análise proteômica foi realizada utilizando as contagens espectrais brutas dos mesmos grupos extremos, por meio do pacote em R msmsTest. Proteínas envolvidas na organização do citoesqueleto, proteólise e pertencentes a família de pequenas proteínas de choque térmico foram identificadas como diferencialmente expressas para maciez da carne. Além disso foram identificadas proteínas centrais para a característica, incluindo CRYAB, FGG, PSMB5 e RDX. Para o marmoreio foram identificadas proteínas associadas a organização do citoesqueleto, ligação a actina, adipogênese e proliferação celular, além de proteínas centrais como ATP5F1A e TPI1. Considerando as AOL, as proteínas estavam associadas a proliferação celular, reparo do DNA, replicação, transcrição e proteínas pertencentes a família SERPINA. Além disso, a análise de co-expressão indicou a proteína DOCK7 como central para a característica. Para EGS as proteínas identificadas estavam envolvidas na regulação do citoesqueleto de actina, estabilização da matriz extracelular e estruturação celular. Além disso, a CAMK2B foi identificada como central para o fenótipo. No capítulo 4 os resultados das análises GWAS foram apresentadas com base na proporção de variância aditiva explicado por janelas de 1 Mb. Para as análises de RNA-Seq, foram utilizados os mesmos grupos de animais extremos considerados na análise proteômica. Estes conjuntos de 24 animais foram submetidos à análise de expressão diferencial por meio do software DESeq2. No geral, os genes e proteínas estavam associados ao crescimento, regulação do ciclo celular, estrutura celular e resposta ao estresse térmico (AUTS2, CAST RDX e PSMD7). Considerando a AOL, genes e proteínas estavam envolvidos com processos apoptóticos, desenvolvimento muscular e regulação do ciclo celular. Para a característica de marmoreio foram identificadas proteínas de ligação à actina, proteínas formadoras de microtúbulos e proteínas estruturais, além de genes envolvidos na composição e síntese de ácidos graxos a genes centrais como CAND1, ACTN4, FGFR2 e NCOR2. Para EGS foram identificados genes neuronais, além de transcritos e proteínas associados a organização citoesqueleto de actina e formação de microtúbulos. Além disso, foram identificados genes centrais relacionados com a ubiquitinação (CAND1), regulação do metabolismo energético (CAMK2D) e remodelação de tecidos (PAPPA). O presente estudo permitiu o conhecimento de possíveis genes e proteínas candidatos, além de fornecer uma melhor compreensão teórica dos processos biológicos associados a características de carne e carcaça. Estas informações podem ser úteis em futuras pesquisas com o objetivo de elucidar potenciais marcadores genéticos.