Gene expression analyses on adipose tissue of Nellore peripubertal heifers reveal genes that have an impact on reproductive physiology

Autor: Paula Suarez Henriques
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2017
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Zdroj: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPUniversidade de São PauloUSP.
Druh dokumentu: masterThesis
Popis: Pubertal development is an outcome of genes\' interaction producing molecular signals that rule physiological mechanisms. Understanding the genetic changes surrounding the peripubertal period in Nellore heifers could unveil certain differences in age at puberty because they reach sexual maturity much later than European heifers. The adipose tissue regulates energy metabolism and is an endocrine organ with active participation in reproductive processes .The present study aimed at understanding the functions of the adipose tissue around pubertal time in Nellore heifers. Our strategy was to search for differences in gene expression between prepubertal and pubertal animals. We quantified gene expression in the adipose tissue for Nellore heifers who reached puberty according to either the early or late pattern. This research was done on 30 Nellore heifers monitored weekly from 230 kg bodyweight until the onset of puberty through gynaecological ultrasound examination. The onset of puberty was defined by the presence of corpus luteum in the ovary and blood progesterone > 1 ng/ml. Adipose tissue was collected through subcutaneous biopsy; the first biopsy was done when heifers reached 230 kilos bodyweight and subsequently once a month until they entered puberty. Biopsies were collected of each heifer that reached puberty alongside its half-sister who had not reached puberty. We analysed samples of six early pubertal heifers and their six late pubertal sisters at two different stages: at the time of ovulation and approximately 50 days before ovulation. The RNA was extracted from the biopsies\' tissue and gene expression quantified through RNA sequencing. There were nine genes differentially expressed in pubertal heifers that have been found previously correlated with reproductive traits and/or processes in mammals on other studies. These genes were APOD, CYP17A1, DNMT3B, AKR1C4, TENM1/ODZ3, HPSE, SMPD3, FAM134B and CYP26B1, already found expressed in adipocytes, hypothalamus, ovaries and uterus, corroborating previous knowledge of a link among energy metabolism, reproductive organs and neural influence. By measuring the genetic changes and correlating them with known physiological mechanisms on the nervous system and reproductive organs during puberty, we detected genes expressed here that are related to modifications in the organism as a whole. Therefore the adipose tissue may be regarded as an instrument to indicate what is going on during reproductive processes. The results presented here may aid in a better understanding of genetic changes happening during peripubertal period.
O desenvolvimento púbere é o resultado da interação de genes que produzem sinais moleculares regulando os mecanismos fisiológicos. A compreensão das mudanças genéticas que permeiam o período peripuberal em novilhas Nelore (Bos indicus) poderia desvendar o porquê das diferenças em idade a puberdade, pois elas atingem a maturidade sexual mais tarde que o gado europeu (Bos taurus). O tecido adiposo regula o metabolismo de energia e é um órgão endócrino que tem participação ativa em processos reprodutivos. O presente estudo teve como objetivo entender as funções do tecido adiposo na época peripubertal em novilhas Nelore. Nossa estratégia foi procurar diferenças em expressão gênica entre animais pré-púberes e púberes. Nós quantificamos a expressão gênica no tecido adiposo de novilhas Nelores precoces ou tardias. A pesquisa foi feita em 30 novilhas Nelore, monitoradas semanalmente a partir do momento em que atingiram 230 kg de peso até a manifestação da puberdade por exame de ultrassom ginecológico. O momento da puberdade foi definido pela presença de corpo lúteo no ovário e concentração sanguínea de progesterona maior que > 1 ng/ml. O tecido adiposo foi coletado por biópsia subcutânea; a primeira biópsia foi feita quando as novilhas alcançaram 230 quilos de peso e subsequentemente uma vez por mês ate que elas entrassem em puberdade. As biópsias foram coletadas de cada novilha que atingiu a puberdade e de sua meia-irmã que não tinha atingido a puberdade. Nós analisamos amostras de seis novilhas púberes precoces e de seis novilhas púberes tardias em dois estágios diferentes: no momento da ovulação e aproximadamente 50 dias antes da ovulação. O RNA foi extraído do tecido das biopsias e a expressão genica quantificada através de sequenciamento de RNA. Encontramos nove genes diferencialmente expressos em novilhas púberes que foram previamente relacionados com características e/ou processos reprodutivos de mamíferos em outros estudos. Esses genes foram APOD, CYP17A1, DNMT3B, AKR1C4, TENM1/ODZ3, HPSE, SMPD3, FAM134B e CYP26B1, já encontrados expressos em adipócitos, hipotálamo, ovários e útero, comprovando conhecimento prévio da conexão existente entre metabolismo de energia, órgãos reprodutivos e influencia neural. Ao medir as mudanças genéticas e correlacioná-las com mecanismos fisiológicos conhecidos em sistema nervoso e órgãos reprodutivos durante a puberdade, nós conseguimos identificar genes expressos em adiposo que são relacionados a modificações no organismo como um todo. Sendo assim, o tecido adiposo pode ser considerado um instrumento para indicar o que está acontecendo durante os processos reprodutivos. .Os resultados apresentados aqui podem ajudar na melhor compreensão de mudanças genéticas durante o período peripuberal.
Databáze: Networked Digital Library of Theses & Dissertations
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