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Type: Dissertação
Title: Genes candidatos funcionais para eficiência alimentar: Revisão sistemática e análise funcional de resultados do GWAS
Authors: Iris Assis Aganete
First Advisor: Idalmo Garcia Pereira
First Referee: Leila de Genova Gaya
Second Referee: Fábio Luiz Buranelo Toral
Abstract: A importância econômica de melhorar geneticamente a eficiência alimentar (EA) foi inicialmente reconhecida há mais de 40 anos. As análises funcionais podem ser relevantes para desvendar a ação e interação de todos os genes e melhorar a compreensão dos mecanismos genéticos evolvidos na expressão fenotípica da EA. Objetivou-se realizar uma revisão sistemática usando dados de GWAS que avaliou EA em espécies de interesse produtivo e identificar genes candidatos funcionais relevantes para EA compartilhados entre as diferentes espécies. Além de, reforçar a importância das revisões sistemáticas na descoberta de marcadores associados à EA que podem ser úteis para validar achados de estudos em uma população específica. A busca dos artigos para a revisão sistemática foi realizada nas plataformas Pubmed e Google Scholar, através de 180 combinações de palavras-chave e os artigos foram selecionados com base nos critérios de elegibilidade. Para recuperar os genes candidatos posicionais associados aos marcadores e/ou janelas genômicas, foram considerados a montagem do genoma atual de cada espécie. A identificação dos genes candidatos funcionais foi realizada usando abordagens onde os genes candidatos posicionais foram priorizados pelo princípio de “culpa por associação” e meta-análise (software GUILDify e ToppGene, respectivamente). Foram selecionados 22 artigos na revisão sistemática que descreveram a informação de 1.886 marcadores. O processo de anotação do gene resultou em 3.227 genes candidatos posicionais anotados, simultaneamente, para todas as espécies (660 bovinos, 870 frangos, 1.662 suínos e 35 ovinos). Um ponto relevante é que 172 genes candidatos posicionais foram compartilhados por pelo menos duas espécies diferentes e foram usados para identificar se algum desses genes seriam priorizados como um gene candidato funcional. Os 100 genes mais bem classificados obtidos na análise do GUILDify foram usados para construir uma lista treinada de genes. A análise do ToppGene resultou em 122 genes significativos e 17 genes foram automaticamente priorizados pois já se encontravam na lista treinada. Dessa maneira, foram identificados 139 genes candidatos funcionais para eficiência alimentar. Cinco genes compartilhados entre as espécies de interesse produtivo foram priorizados como genes candidatos funcionais sendo eles: SOX17, PENK, GRM5, CTNND1, KRAS, portanto, devem ser considerados genes relevantes para EA. A lista de genes candidatos funcionais encontrados neste estudo, é composta por alguns genes que desempenham papéis cruciais em processos biológicos associados à reposta imune, e esses resultados corroboram que a eficiência alimentar está relacionada à resposta imune. Além disso, nossos resultados mostram que os mecanismos genéticos regulatórios envolvidos na expressão fenotípica da eficiência alimentar, de fato, são afetados por genes cujas as funções estão envolvidas na taxa de crescimento dos animais. A descoberta de genes candidatos funcionais compartilhados entre as diferentes espécies, podem trazer novas considerações para o conhecimento atual da arquitetura genética da EA, uma vez que, os marcadores associados a estes genes podem ser atribuídos com pesos mais elevados na seleção genômica e validados em populações específicas.
Abstract: The economic importance of improving genetically feed efficiency (FE) has been recognized for over 40 years. Functional analysis can be relevant to reveal the action and interaction of all genes and improve the understanding of the genetic mechanisms evolved in the phenotypic expression of FE. The objective was to carry out a systematic review using data from GWAS that evaluated FE in species of productive interest and to identify candidate genes relevant to FE shared among the different species. In addition, to reinforce the importance of systematic reviews in the discovery of markers associated with FE that can be useful to validate findings of studies in a specific population. The search for articles for a systematic review was carried out on the Pubmed and Google Scholar platforms, using 180 keyword models and the papers were selected based on the eligibility criteria. To recover the positional candidate genes associated with the markers and / or window, the assembly of the current genome of each species was considered. The identification of the chosen candidate genes was carried out using the approaches where the genes were prioritized by the principle of “guilt by association” and meta-analysis (GUILDify and ToppGene software, respectively). 22 articles were selected in the systematic review that described the information of 1.886 markers. The gene annotation process resulted in 3.227 positional candidate genes annotated, simultaneously, for all species (660 cattle, 870 chickens, 1,662 pigs and 35 sheep). A relevant point is that 172 positional candidate genes were shared by at least two different species and were used to identify whether any of these genes would be prioritized as a functional candidate gene. The top 100 ranked genes obtained in the GUILDify analysis were used to build a trained list of genes. The ToppGene analysis resulted in 122 significant genes and 17 genes were automatically prioritized because they were already on the trained list. In this way, 139 functional candidate genes for FE were identified. Five genes shared between the species of productive interest were prioritized as functional candidate genes: SOX17, PENK, GRM5, CTNND1, KRAS, therefore, they should be considered relevant genes for EA. The list of functional candidate genes found in this study, is composed of some genes that play crucial roles in biological processes associated with immune response, these results corroborate that food efficiency is related to the immune response. In addition, our results show that the regulatory genetic mechanisms involved in the phenotypic expression of feed efficiency, in fact, are affected by genes whose functions are involved in the rate of growth of animals. The discovery of functional candidate genes shared between different species, may bring new considerations to the current knowledge of the genetic architecture of EA, since the markers associated with these genes can be attributed with higher weights in genomic selection and validated in populations specific information.
Subject: Zootecnia
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: VET - DEPARTAMENTO DE ZOOTECNIA
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Zootecnia
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/38079
Issue Date: 26-Feb-2021
Appears in Collections:Dissertações de Mestrado

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