A Ascensão dos Porquinhos-da-Índia Kuri: Uma Nova Era na Produção de Carne
Os porquinhos-da-índia Kuri mostram potencial pra aumentar a produção de carne através de pesquisas genéticas.
Sheyla Carmen, Lilia Chauca, Claudia Yalta, Enrique Alvarado, Edwin Mellisho
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Índice
- A Ascensão da Raça Kuri
- Desenvolvimento Muscular nos Porquinhos da Índia
- Diferenças Genéticas Entre as Raças
- O Papel do Gene Myostatin
- Abordagem da Pesquisa
- Resultados da Histologia Muscular
- Sequenciamento de RNA e Descobertas
- Analisando a Expressão Gênica Diferencial
- Importância da Análise de Caminhos
- Identificando Variações Genéticas
- Conectando Dados Genéticos ao Crescimento Muscular
- Conclusão
- Fonte original
Os porquinhos da índia, ou Cavia porcellus, são animais pequenos que vêm originalmente da região dos Andes, na América do Sul. No Peru, eles são mais que apenas animais de estimação; têm um lugar especial na cultura e estão sendo cada vez mais vistos como uma fonte nutritiva de carne. Isso levou a uma indústria em crescimento ao redor da criação desses animais, especialmente em áreas rurais onde a agricultura é um modo de vida.
A Ascensão da Raça Kuri
Tem uma raça de porquinho da índia nova chamada Kuri, que tá chamando atenção por produzir mais carne. Essa raça foi desenvolvida por meio da seleção cuidadosa e cruzamento com outros tipos como os porquinhos da índia Peru e Andina. A raça Kuri é conhecida por ser cerca de 20% mais pesada que seus antecessores e 13,5% mais prolífica, ou seja, conseguem ter mais filhotes. Isso a torna bem atraente para as fazendas que querem produzir mais carne.
Desenvolvimento Muscular nos Porquinhos da Índia
Um dos fatores importantes que influenciam a quantidade de carne que um porquinho da índia pode produzir é como os músculos deles se desenvolvem. Infelizmente, muitos fatores podem afetar o crescimento muscular, como a alimentação, cuidados, idade e até o gênero. Por causa disso, o peso das carcaças dos porquinhos pode variar bastante, indo de 237 gramas a 893 gramas.
Quando se fala nas partes do porquinho que oferecem mais carne, as pernas e costelas são os cortes mais valiosos, representando uma parte significativa do animal. Depois vêm o ombro e o pescoço, que também contribuem para o total de carne.
Diferenças Genéticas Entre as Raças
Pesquisas mostraram que diferentes raças de porquinhos da índia, como Peru, Andina, Inti, Inka, Merino e Criollo, têm composições químicas diferentes em suas carnes. Essas diferenças despertam a necessidade de explorar mais a fundo a genética desses animais, especialmente como seus genes influenciam o crescimento muscular.
A raça Kuri se destaca pelo seu desenvolvimento muscular superior e capacidades de crescimento. Desde que foi introduzida em 2021, o interesse em entender o que torna essa raça especial a nível genético só aumentou.
O Papel do Gene Myostatin
Um fator importante no crescimento muscular é um gene conhecido como myostatin, ou MSTN. Esse gene geralmente atua como um freio no crescimento muscular, limitando o tamanho das fibras musculares. Em vários estudos com animais, como camundongos e porcos, foi observado que se o myostatin não funcionar corretamente, a massa muscular pode aumentar significativamente, levando ao que é conhecido como fenótipo "duplo músculo".
Os porquinhos da índia mostram um padrão específico ao estudar esse gene. Raças nativas normalmente têm crescimento muscular limitado em comparação com a raça Kuri, o que oferece uma ótima oportunidade para aprender mais sobre o desenvolvimento muscular.
Abordagem da Pesquisa
Em um estudo recente, cientistas compararam a atividade gênica nos músculos dos porquinhos da índia nativos e Kuri. Eles também analisaram o tecido muscular sob um microscópio para entender melhor o que estava rolando a nível celular. Essa combinação de abordagens ajuda a esclarecer os fatores genéticos e biológicos que contribuem para o crescimento muscular.
Resultados da Histologia Muscular
Um objetivo importante na criação de animais é aumentar a quantidade de carne que pode ser produzida de forma eficaz. Selecionar os genes certos ligados ao crescimento muscular é crucial para atingir esse objetivo. Nesse estudo, os pesquisadores analisaram de perto o músculo semitendinoso dos porquinhos da índia.
Eles descobriram que o tamanho médio da fibra muscular dos porquinhos nativos era em torno de 927 micrômetros quadrados, enquanto a média para os porquinhos Kuri era muito maior, de 1.760 micrômetros quadrados. Esses resultados destacam as diferenças claras no tamanho muscular e fornecem insights sobre como cada raça pode se sair na produção de carne.
Sequenciamento de RNA e Descobertas
Os pesquisadores prepararam amostras de DNA de ambos os tipos de porquinhos da índia e as sequenciaram para estudar as diferenças na Expressão Gênica. Eles geraram uma quantidade enorme de dados, totalizando 263 milhões de leituras com pontuações de qualidade impressionantes. A maior parte dessas leituras foi encontrada alinhando perfeitamente com um genoma de referência, garantindo que os dados eram confiáveis.
No total, eles identificaram mais de 16.000 genes presentes no músculo dos porquinhos da índia, com 15.130 mostrando expressão em todas as amostras. Essas descobertas preparam o terreno para um entendimento mais profundo do desenvolvimento muscular nos porquinhos da índia.
Analisando a Expressão Gênica Diferencial
A análise revelou 209 genes no músculo semitendinoso que foram expressos de forma diferencial entre os porquinhos da índia nativos e os Kuri. Desses, 44 genes mostraram estar mais ativos nos porquinhos Kuri, enquanto 165 genes eram menos ativos. Isso indicou que as diferenças no crescimento muscular entre as duas raças se deviam principalmente à redução da expressão de genes específicos, em vez da ativação de novos.
Alguns genes notáveis que estavam mais ativos nos porquinhos Kuri incluíam MIOX e TTC39C. Enquanto isso, vários genes conhecidos por inibir o crescimento muscular eram menos ativos na raça Kuri, como GADD45G e FBXO32. Surpreendentemente, o gene myostatin mostrou atividade mais alta nos porquinhos Kuri, embora não tenha chegado ao nível de ser considerado "regulado para cima".
Importância da Análise de Caminhos
Uma análise mais aprofundada usando KEGG (Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes) mostrou que os genes diferencialmente expressos estavam ligados a várias vias metabólicas cruciais para o crescimento muscular. Isso incluía processos relacionados a aminoácidos e carboidratos, vias de sinalização que ajudam as células a se comunicarem, e vias hormonais que desempenham papéis no crescimento e desenvolvimento.
Curiosamente, o estudo revelou que as vias relacionadas à atrofia muscular, ou redução, também estavam com expressão reduzida. Genes envolvidos na degradação do tecido muscular não estavam tão ativos nos porquinhos Kuri, indicando um potencial efeito protetor contra a perda muscular.
Identificando Variações Genéticas
Os pesquisadores também procuraram variações genéticas na região do myostatin, especificamente nos porquinhos Kuri. Eles encontraram mutações significativas que poderiam afetar a estrutura e a função da proteína myostatin. Uma mutação particularmente notável foi uma deleção que poderia resultar em uma versão encurtada da proteína myostatin, o que poderia impactar sua capacidade de regular o crescimento muscular.
Além disso, outras variações na região poderiam influenciar como o myostatin é expresso, potencialmente afetando o crescimento muscular. Essas descobertas sugerem que as mudanças genéticas no gene myostatin estão intimamente ligadas ao desenvolvimento muscular observado nos porquinhos Kuri.
Conectando Dados Genéticos ao Crescimento Muscular
O estudo destacou que a superexpressão observada do myostatin nos porquinhos Kuri provavelmente era uma resposta às mutações genéticas presentes. Apesar do papel do gene como inibidor do crescimento muscular, as mutações podem significar que sua função está alterada, contribuindo para o crescimento muscular aprimorado visto nessa raça.
A pesquisa também identificou várias vias metabólicas e de sinalização que foram significativamente reguladas entre os dois tipos de porquinhos da índia. Isso incluiu vias que promovem o crescimento muscular, indicando que os porquinhos Kuri desenvolveram mecanismos genéticos únicos para apoiar seu maior tamanho muscular.
Conclusão
Resumindo, a pesquisa sobre os porquinhos Kuri e nativos proporcionou insights valiosos sobre os fatores genéticos que contribuem para o crescimento muscular. As descobertas do estudo sugerem que mutações no gene myostatin e a regulação diferencial de várias vias são provavelmente responsáveis pelas características musculares aprimoradas vistas na raça Kuri. Esse conhecimento pode orientar futuras pesquisas visando melhorar ainda mais a produção e a qualidade da carne de porquinhos da índia.
À medida que os porquinhos da índia continuam a ganhar popularidade não apenas como animais de estimação, mas também como fonte de alimento, entender sua genética pode ser a chave para uma abordagem de criação mais eficiente e sustentável. Quem diria que esses peludinhos poderiam fazer tanto barulho no mundo da produção de carne?
Título: Transcriptomic Analysis Reveals MSTN Mutations and Mechanisms of Muscle Hypertrophy in a New Guinea Pig Breed
Resumo: The guinea pig (Cavia porcellus), a species native to Peru, is valued for its meat production, where muscle development is essential for productive efficiency. The new Kuri breed, obtained through selective breeding and genetic selection, has shown a phenotype with more developed musculature compared to native guinea pigs. In this study, we conducted a comparative transcriptomic analysis between Native and Kuri breed guinea pig, complemented by histological analysis of the semitendinosus muscle to investigate the underlying mechanisms responsible for the differences in muscle morphology. Histological analysis revealed a significant increase in muscle fiber area in the Kuri breed compared to the native guinea pigs. At the molecular level, key mutations were identified in the MSTN gene, including variants in the 3 UTR region and a frameshift mutation, which alter the genes inhibitory function on muscle growth. Additionally, differences were observed in the expression of pathways related to muscle degradation, energy metabolism, and angiogenesis, which explain the greater muscle hypertrophy in the Kuri breed. These findings provide a first understanding of the genetic mechanisms responsible for muscle hypertrophy in the Kuri breed and suggest candidate genes for improving meat quality through molecular genetic breeding programs in guinea pigs. AUTHOR SUMMARYThe guinea pig in Peru is valued for its meat production. The new Kuri breed, obtained through selective breeding and genetic selection has shown a phenotype with more developed musculature compared to other breeders. In our study, comparative transcriptomic analysis between Native and Kuri breed guinea pig, complemented by histological analysis of the semitendinosus muscle to investigate the underlying mechanisms responsible for the differences in muscle morphology. Histological analysis showed significant increase in muscle fiber area in the Kuri breed compared to the native. Furthermore, it is the first time that we identify in guinea pig, key mutations in the MSTN gene, which alter the genes inhibitory function on muscle growth. The impact of this finding will allow us to plan genetic improvement strategies in this species that promote muscle hypertrophy, paving the way for future research and its potential impact on guinea pig production.
Autores: Sheyla Carmen, Lilia Chauca, Claudia Yalta, Enrique Alvarado, Edwin Mellisho
Última atualização: 2024-12-09 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.09.627469
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.09.627469.full.pdf
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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