Uso da análise da expressão alelo-específica e do efeito de origem parental para a predição de variantes reguladoras de fenótipos relacionados ao músculo de bovinos Bos indicus

dc.contributor.advisor-co1Diniz, Wellison Jarles da Silva
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7482534979062879
dc.contributor.advisor1Regitano, Luciana Correia de Almeida
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9595338480545794
dc.contributor.authorBruscadin, Jennifer Jessica
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/5667896852834214
dc.date.accessioned2025-02-12T16:56:28Z
dc.date.issued2025-02-06
dc.description.abstractThe muscle tissue of Nelore cattle (Bos indicus) is the focus of studies aimed at improving meat quality traits that influence consumer acceptance. Therefore, investigating regulatory mechanisms that affect the expression of genes functionally related to these phenotypes is of great importance. Allele-specific expression (ASE) analyses are powerful tools for identifying regions under differential regulatory effects between two alleles, as they highlight the presence of cis-regulatory variants impacting transcription on each haplotype. If the allelic expression depends on the parental origin of the allele, genomic imprinting occurs. Epigenetic and cis-regulatory mechanisms can be responsible for these expression patterns, such as the binding of transcription factors (TFs), microRNAs (miRNAs), and epigenetic mechanisms like DNA methylation when the regulatory SNP is heterozygous. Thus, to analyze the implications of ASE on gene regulation and phenotypic variation in Nelore cattle muscle, this study identified SNPs located in ASE regions (ASE SNPs) across the genome, pointing out those potentially associated with meat quality traits and identifying putative regulatory variants. Furthermore, through analyses of allele-specific methylation (ASM) and association of SNPs with parental origin effects on phenotypes (PO-QTLs, parent-of-origin quantitative trait loci), we suggest potential candidates for genomic imprinting in cattle and their possible impacts on traits of interest. This project identified the largest set of ASE SNPs in bovine muscle to date, comprising 38.177 ASE SNPs, and 24.650 putative cis-regulatory variants (aseQTLs, associated with the ASE and cis-eQTLs, associated to the transcription) able to regulate such expression patterns. The variation in 55 meat quality phenotypes was associated with a total of 1.479 ASE SNPs (referred to as DASE SNPs, differential ASE SNPs) and with 1.817 PO-QTLs. Additionally, 8.074 ASM regions were identified, highlighting new candidate genes for genomic imprinting for future validation. The regulatory mechanisms and biological processes involved in our findings were hypothesized. These results contribute to advancing knowledge about gene regulation in bovine muscle, proposing genomic candidate regions for validation and application in genomic selection programs aimed at improving the meat quality of Nelore cattle.eng
dc.description.resumoO tecido muscular de animais da raça Nelore (Bos indicus) é alvo de estudos que visam o melhoramento de características de qualidade de carne, que afetam a aceitação do consumidor. Assim, é de grande importância a investigação de mecanismos de regulação que impactam a expressão de genes funcionalmente relacionados a tais fenótipos. Análises de expressão alelo-específica (ASE, do inglês allele-specific expression) são ferramentas poderosas na identificação de regiões sob efeito de regulação diferencial entre dois alelos pois evidenciam a existência de variantes em cis capazes de regular a transcrição em cada haplótipo. Se a expressão alélica depende da origem parental do alelo, ocorre o imprinting genômico. Mecanismos epigenéticos, como a metilação do DNA, e cis-reguladores, como a ligação de fatores de transcrição (TFs) e de micro RNAs (miRNAs), podem ser responsáveis por esses padrões de expressão quando o SNP regulador estiver em heterozigose. Assim, a fim de analisar a implicação da ASE sobre a regulação gênica e variação fenotípica em músculo de animais Nelore, esse estudo identificou SNPs localizados em regiões de ASE (ASE SNPs) em todo o genoma, apontando quais podem ser associados a fenótipos de qualidade de carne, e predizendo as respectivas variantes potencialmente reguladoras. Além disso, através de análises de metilação alelo-específica (ASM, do inglês allele-specific methylation) e de associação de SNPs com o efeito de origem parental sobre fenótipos (PO-QTLs, do inglês parent-of-origin quantitative trait loci) sugerimos potenciais candidatos ao imprinting genômico em bovinos e os potenciais impactos nos fenótipos de interesse. A partir desse projeto foi identificado o maior conjunto de ASE SNPs em músculo bovino, com 38.177 ASE SNPs, e 24.650 variantes cis-reguladoras (entre aseQTLs, associadas à ASE e cis-eQTLs, associadas à transcrição) putativas capazes de regular tais padrões de expressão. A variação de 55 fenótipos de qualidade de carne foi associada a um total de 1.479 ASE SNPs (então chamados DASE SNPs, do inglês differential ASE SNPs) e a 1.817 PO-QTLs. Foram identificadas 8.074 regiões com ASM, apontando novos genes candidatos ao imprinting genômico para futura validação. Foram hipotetizados os mecanismos de regulação e os processos biológicos envolvidos com os nossos achados. Tais resultados contribuíram para o aumento do conhecimento acerca da regulação gênica em músculo bovino, propondo regiões genômicas candidatas à validação e aplicação em programas de seleção genômica que visam o melhoramento da qualidade da carne de animais Nelore.
dc.description.sponsorshipFundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.description.sponsorshipIdProcesso n. 2020/01369-1, Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)
dc.description.sponsorshipIdProcesso n. 2022/12631-4, Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)
dc.description.sponsorshipIdCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - Brasil (CAPES) Finance Code 001
dc.identifier.citationBRUSCADIN, Jennifer Jessica. Uso da análise da expressão alelo-específica e do efeito de origem parental para a predição de variantes reguladoras de fenótipos relacionados ao músculo de bovinos Bos indicus. 2025. Tese (Doutorado em Genética Evolutiva e Biologia Molecular) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2025. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/21359.por
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14289/21359
dc.language.isoeng
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlos
dc.publisher.addressCampus São Carlos
dc.publisher.initialsUFSCar
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Genética Evolutiva e Biologia Molecular - PPGGEv
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
dc.subjectExpressão alelo-específica
dc.subjectMelhoramento animal
dc.subjectGenômica
dc.subjectZebu
dc.subjectEpigenética
dc.subjectAllele-specific expressioneng
dc.subjectAnimal breedingeng
dc.subjectGenomicseng
dc.subjectEpigeneticseng
dc.subject.cnpqCIENCIAS BIOLOGICAS::GENETICA
dc.titleUso da análise da expressão alelo-específica e do efeito de origem parental para a predição de variantes reguladoras de fenótipos relacionados ao músculo de bovinos Bos indicus
dc.title.alternativeUse of allele-Specific expression analysis and parent-of-origin effect for predicting regulatory variants of muscle-related phenotypes in Bos indicus cattleeng
dc.typeTese

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