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Tipo do documento: Dissertação
Título: Identificação de genes associados à epifisiólise proximal do fêmur por meio da análise do transcriptoma da cartilagem em frangos de corte
Título(s) alternativo(s): Identification of genes associated with proximal femoral epiphysiolysis through the cartilage transcriptome analysis in broilers
Autor: Hul, Ludmila Mudri 
Primeiro orientador: Peixoto, Jane de Oliveira
Primeiro coorientador: Ibelli, Adriana Mércia Guaratini
Resumo: Na atual indústria avícola, os problemas locomotores estão entre os principais, causando grandes perdas econômicas e afetando o bem-estar animal. Entre as anomalias ósseas, as mais frequentes no fêmur são a discondroplasia, a epifisiólise ou separação da cabeça do fêmur e a Condronecrose Bacteriana com Osteomielite (BCO), também descrita como Necrose da Cabeça do Fêmur (NCF). No presente trabalho, objetivou-se identificar os genes diferencialmente expressos na cartilagem articular de frangos de corte normais e acometidos por epifisiólise proximal do fêmur por meio da análise de RNA-Seq. Para isso, um total de oito frangos de corte comerciais com 35 dias de idade foram utilizados, sendo quatro normais e quatro afetados com epifisiólise na cabeça do fêmur. Após a extração do RNA da cartilagem articular (CA), foram construídas as bibliotecas de cDNA para o sequenciamento total do RNA com a plataforma Illumina, seguindo um protocolo paired-end. As sequências que passaram pelo controle de qualidade no programa Seqy-Clean foram mapeadas com o genoma de referência da galinha (Gallus gallus, assembly GRCg6a) usando a ferramenta STAR. Em seguida, os genes diferencialmente expressos (DE) entre o grupo normal e afetado foram determinados usando o pacote edgeR do R considerando False Discovery Rate (FDR) ≤0.05 . Na análise do transcriptoma, 12.169 genes apresentam-se expressos na cartilagem articular do fêmur. Destes, 107 genes foram DE, dos quais 9 foram menos expressos e 98 foram superexpressos no grupo afetado em relação ao grupo normal. Para validação, a expressão relativa de 10 genes foi avaliada. O RNA total do tecido da CA foi isolado de amostras de 10 frangos de corte normais e 10 afetados com epifisiólise. Para a análise de qPCR, um conjunto de 10 genes referência foi avaliado quanto a sua estabilidade para uso como genes normalizadores sendo que os genes constitutivos utilizados foram RPL5 (Proteína Ribossomal L5) e RPLP1 (Subunidade Lateral do Stalk Proteína Ribossômica P1), que foram considerados os mais estáveis. Dos 10 genes avaliados, 6 foram validados: AVBD1, AVBD2, ANK1, ADA, EPX, RHAG, sendo mais expressos em frangos de corte afetados pela epifisiólise. Na análise funcional, utilizando o conjunto de genes DE do transcriptoma, 79 processos biológicos (PB) foram identificados na base DAVID, sendo agrupados em 12 macrobioprocessos com a ferramenta REViGO. Os principais PB encontrados estavam envolvidos na resposta ao estímulo biótico, transporte de gás, ativação celular, catabolismo de derivados de carboidratos, regulação de múltiplos organismos, sistema imunológico, contração muscular, processo de múltiplos organismos, citólise, leucócitos e adesão entre células. Entre os genes potencialmente desencadeadores da epifisiólise podem ser destacados: a proteína induzível pelo interferon alfa 6 (IFI6), adenosina desaminase (ADA), cathelicidin-3 (CATH3), beta defensina aviária 1 (AVBD1), beta defesina aviária 2 (AvBD2), ankirina 1 (ANK 1), quimiotaxina derivada de células leucocitárias 2 (LECT2) e colágeno tipo XII cadeia alfa 1 (COL13A1). Desta forma, neste estudo foi gerado o primeiro transcriptoma da cartilagem articular de frangos possibilitando identificar um conjunto de genes candidatos a desencadear alterações na placa de crescimento do fêmur.
Abstract: In the current poultry industry, locomotor problems are among the main ones, causing major economic losses and affecting animal welfare. Among bone disorders, the most frequent in the femur are dyschondroplasia, epiphysiolysis or separation of the femoral head and Bacterial Chondronecrosis with Osteomyelitis (BCO), also described as Femoral Head Necrosis (FHN). In the present study, the aim was to identify the differentially expressed (DE) genes in the articular cartilage between normal broilers and those affected by proximal epiphysiolysis of the femur through RNA-Seq analysis. For this, eight commercial broilers with 35 days of age, four normal and four affected with epiphysiolysis in the head of the femur were used. After RNA extraction from the articular cartilage (CA), cDNA libraries were prepared for mRNA sequencing with the Illumina platform, following a paired-end protocol. The sequences that passed the quality control in the Seqy-Clean program were mapped with the chicken reference genome (Gallus gallus, assembly GRCg6a) using the STAR tool. The DE genes between the normal and affected groups were determined using the edgeR package from R considering False Discovery Rate (FDR) ≤0.05.In the transcriptome analysis, 12,169 genes were expressed in the femoral articular cartilage. Of these, 107 genes were DE between normal and affected chickens, of which 9 were downregulated and 98 were upregulated in the affected broilers. For validation, the relative expression of 10 genes was evaluated. The total RNA of AC tissue was isolated from 10 normal and 10 epiphysiolysis-affected broilers . For the analysis of qPCR, a set of 10 constitutive genes was previously evaluated for their stability to be used as reference gene in this study. Thus, the reference genes used were RPL5 (Ribosomal Protein L5) and RPLP1 (Lateral Subunit of the Stalk Ribosomal Protein P1), the most stable genes within the tested candidates. From those 10 genes evaluated, 6 were validated: AVBD1, AVBD2, ANK1, ADA, EPX, RHAG, being upregulatedin broilers affected by epiphysiolysis. In the functional analysis, using the set of genes DE, 79 biological processes (PB) were identified in the DAVID database, being grouped into 12 macrobioprocesses with the REViGO tool. The main PB found were involved in the response to the biotic stimulus, gas transport, cell activation, catabolism of carbohydrate derivatives, regulation of multiple organisms, immune system, muscle contraction, multiple organism process, cytolysis, leukocytes, and adhesion between cells. Among the genes potentially triggering epiphysiolysis, the protein inducible by interferon-alpha 6 (IFI6), adenosine deaminase (ADA), cathelicidin-3 (CATH3), avian beta-defensin 1 (AVBD1), avian beta defense 2 (AvBD2) , ankirin 1 (ANK 1), chemotaxine derived from leukocyte cells 2 (LECT2) and collagen type XII alpha chain 1 (COL13A1) can be highlighted. In this study, the first transcriptome of the articular cartilage of chickens was generated and, thus, it was possible to identify a set of candidate genes to trigger changes in the growth plate of the femur.
Palavras-chave: galinha
necrose de cabeça de fêmur
qPCR
RNA Seq
chicken
femur head necrosis
PCR
RNA Seq
Área(s) do CNPq: CIENCIAS AGRARIAS::MEDICINA VETERINARIA
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Estadual do Centro-Oeste
Sigla da instituição: UNICENTRO
Departamento: Unicentro::Departamento de Medicina Veterinária
Programa: Programa de Pós-Graduação em Medicina Veterinária (Mestrado)
Citação: Hul, Ludmila Mudri. Identificação de genes associados à epifisiólise proximal do fêmur por meio da análise do transcriptoma da cartilagem em frangos de corte. 2020. 99 f. Dissertação (Programa de Pós-Graduação em Medicina Veterinária - Mestrado) - Universidade Estadual do Centro-Oeste, Guarapuava-PR.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://tede.unicentro.br:8080/jspui/handle/jspui/1789
Data de defesa: 28-Fev-2020
Aparece nas coleções:Programa de Pós-Graduação em Ciências Veterinárias (Mestrado)

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