The renewal rate of stromal and myofibrillar proteins defines muscle growth, and can affect the quality of meat, by affecting collagen turnover and proteolytic rate. There is a lack of information on changes in the muscle protein remodeling process in response to the recovery weight gain rate observed during \"realimentation\" after undernutrition, which may be altered in older animals. Changes in muscle tissue during the recovery period may be indicated by the differential expression profile of genes after RNA sequencing. The objectives of this study were to evaluate transcriptome changes in the muscle of Nellore cull cows subjected to: 1) recovery weight gain under grazing conditions; and 2) recovery from undernutrition at different weight gain rates. In the first experiment, the animals were divided into two groups and subjected to one of two nutritional managements under grazing conditions: maintenance (maintenance of weight and high body condition score under grazing conditions) and recovery gain (recovery from low body condition score with moderate body weight gain of 0.6 kg/day under grazing conditions). In the second experiment, the animals were divided into three groups and subjected to one of three nutritional managements under feedlot conditions: control (slaughtered at low body condition score), moderate recovery gain (MG; 0.6 kg of daily live weight gain) during the dry season, and high recovery gain (HG; 1.2 kg of daily live weight gain) during the dry season. In both experiments, samples of longissimus dorsi muscle were collected after slaughter and immediately frozen until sequencing analysis could be performed. In the first experiment, genes related to inflammatory response, such as semaphorin 4A (SEMA4A), solute carrier family 11 member 1 (SLC11A1), ficolin-2 (FCN2), and placental growth factor (PGF), were expressed at higher levels during recovery gain. In the second experiment, osteonectin (SPARC) and collagen type IV subunits 1 (COL4A1) were expressed at higher levels in both recovery gain and connective tissue remodeling. For MG, structural myofibrillar proteins such as myosin IE (MYO1E), myosin, heavy chain 11 (MYH11), myogenin (MYOG), and actinin, alpha 4 (ACTN4) were identified. In the HG treatment, the B-cell CLL/lymphoma 9 (BCL9), peroxisome proliferator-activated receptor alpha (PPARA), diacylglycerol O-Acyltransferase 2 (DGAT2), and phosphatidylinositol 4-Kinase, catalytic, and beta (PI4KB) genes indicated more deposition of adipose tissue. In summary, we observed that muscular deposition during recovery weight gain involved the regulation of expression of several genes related to the extracellular matrix (ECM), corroborating the inflammatory and -like models observed in mature animals. Moreover, in the HG group, genes related to collagen synthesis and fat deposition were also found, indicating the important contribution of connective tissue during muscle growth. These results are important for understanding tissue development as a whole, and will assist in the progress of scientific knowledge on muscle remodeling during recovery weight gain and its influence on protein structures and intracellular routes. / A taxa de renovação do estroma e proteínas miofibrilares define o crescimento muscular, e pode afetar a qualidade da carne, afetando turnover de colágeno e taxa proteolítica. Há uma falta de informação sobre as mudanças no processo de remodelação de proteína muscular em resposta à taxa de recuperação do ganho de peso, observada durante a \"realimentação\" depois de subnutrição, o que pode ser alterado em animais mais velhos. Alterações no tecido muscular durante o período de recuperação pode ser indicada pelo perfil de expressão diferencial de genes, pela técnica de sequenciamento de RNA. Os objetivos deste trabalho foram avaliar as alterações do transcriptoma na musculatura de vacas de descarte Nelore submetidas a: 1) a recuperação do peso em condições de pastejo; e 2) a recuperação da desnutrição em diferentes taxas de ganho de pesos. No primeiro experimento, os animais foram divididos em: grupo de manutenção (manutenção de peso e de alta escore corporal); Recuperação do ganho (recuperação de baixo escore corporal com o ganho de peso corporal moderado em 0,6 kg / dia sob pastejo). No segundo experimento, os animais foram divididos em três grupos em confinamento: Controle (abatidos com baixo escore de condição corporal), ganho moderado (0,6 kg de ganho de peso vivo por dia) durante a estação seca e alta recuperação de ganho (1,2 kg de ganho de peso vivo por dia) durante a estação seca. Nos dois estudos, amostras do Longissimus dorsi foram coletadas após o abate e imediatamente congeladas até à análise de sequenciamento ser realizada. No primeiro experimento, os genes encontrados no tratamento de recuperação do ganho foram relacionados com a resposta inflamatória como: 4A semaphorin (SEMA4A), solute carrier family 11 member 1 (SLC11A1), Ficolin 2 (FCN2) e placental growth factor (PGF). No segundo experimento, o osteonectina (SPARC), colágeno tipo IV subunidades 1 (COL4A1) foram alguns dos genes mais expressos para ambas as taxas de ganho de recuperação de remodelação do tecido conjuntivo. Para ganho moderado, foram identificadas proteínas miofibrilares estruturais como: Myosin IE (MYO1E), Myosin, Heavy Chain 11 (MYH11), (MYOG) and actinin, alpha 4 (ACTN4). No tratamento de alta recuperação de ganho, genes como CLL de célula B / 9 linfoma (BCL9), peroxisome proliferator-activated receptor alpha (PPARA), Diacylglycerol O-Acyltransferase 2 (DGAT2) and Phosphatidylinositol 4-Kinase, Catalytic, Beta (PI4KB) indicam maior deposição de tecido adiposo. Em resumo, observou-se que a deposição muscular durante a recuperação do ganho de peso envolve a regulação da expressão de vários genes relacionados com a matriz extracelular (ECM), corroborando com modelos de inflamação e similar a fibrose observada em animais maduros. Além disso, no grupo HG, genes relacionados com a síntese de colágeno e a deposição de gordura, também foram encontrados, indicando contribuição do tecido conjuntivo durante o crescimento muscular. Estes resultados são importantes para a compreensão do desenvolvimento do tecido como um todo, e auxiliam no progresso do conhecimento científico sobre a remodelação muscular durante a recuperação do ganho de peso e sua influência sobre estruturas de proteínas e vias intracelulares.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:teses.usp.br:tde-28032016-115422 |
| Date | 18 January 2016 |
| Creators | Daiane Aparecida Fausto |
| Contributors | Eduardo Francisquine Delgado, Carmen Josefina Contreras Castillo, André Luiz Julien Ferraz, Angélica Simone Cravo Pereira, Saulo da Luz e Silva |
| Publisher | Universidade de São Paulo, Ciência Animal e Pastagens, USP, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP, instname:Universidade de São Paulo, instacron:USP |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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