Análise funcional de genes para características reprodutivas em suínos: do GWAS ao Pós-GWAS

Abstract

As características reprodutivas, tais como o número de tetos, uniformidade e tamanho de leitegada, são essenciais para os programas de melhoramento animal devido á importância para a cadeia produtiva, pois influenciam na habilidade materna das porcas e pode afetar o número de leitões desmamados. Assim, objetivou-se a identificação e anotação funcional de genes candidatos associados a características reprodutivas em suínos. A identificação dos genes candidatos foi realizada por meio de uma revisão sistemática entre dois avaliadores independentes que utilizaram o mecanismo de busca na “Web of Science”. As consultas de pesquisa utilizaram combinações de palavras-chave seguindo os critérios: termos relacionados às características avaliadas (“number of teats”, “teats number”, “total number born”, “litter uniformity”, “uniformity of the litter”); tipos de teste de associação (“gwas”, “genome wide association”); e espécie (“pig”). Para a anotação de variantes alvo foi utilizado o banco de dados público do Ensembl contendo as variantes estruturais de suínos. Em seguida, foram classificadas de acordo com sua potencial função e concatenadas com os estudos prévios de GWAS. Os genes obtidos por meio da revisão sistemática de GWAS para as características reprodutivas de suínos, que possuíram variantes na região 5’UTR e/ou codificante, foram utilizados par a construção das redes gênicas de processos biológicos e Gene-Fatores de Transcrição. Da revisão sistemática um total de quatorze artigos foram selecionados, e o processo de anotação do gene resultou em um total de 2.077 genes candidatos. Após combinados com a lista de genes associados com às variantes estruturais, restaram 306 genes com suas potenciais variantes estruturais. Três genes para a característica de tamanho de leitegada foram priorizados como os genes mais candidatos (GRID2, GRIK3 e PALB2), com seus processos biológicos enriquecidos (ex: via de sinalização de receptores ionotrópicos de glutamato e crescimento de blastócito). Para a característica de número de tetos, seis genes foram destacados como os genes mais candidatos (GHR, IFT80, FSTL3, SKOR1, SMURF1 e AKT3), e seus respectivos processos biológicos (ex: receptor do hormônio de crescimento, regulação da via de sinalização de BMP - Bone Morphogenetic Proteins e proliferação de vasos sanguíneos). Com as redes Gene-Fatores de Transcrição, identificamos os principais FTs e os genes candidatos mais relevantes para o tamanho de leitegada (PALB2 e GRID2) e para número de tetos (RIN, LTBP2 e COL6A6). Com isso, a partir deste estudo, identificamos os genes mais promissores associados ao tamanho de leitegada e número de tetos, que poderão ser usados nos estudos de genética e melhoramento animal, pois seus mecanismos genéticos regulatórios, estão envolvidos na expressão fenotípica dessas características, influenciando no desempenho reprodutivo e produtividade suinícola. A descoberta destes genes, podem trazer novas considerações para o conhecimento atual da arquitetura genética dessas características, uma vez que, os marcadores associados a estes genes, podem ser atribuídos com pesos mais elevados na seleção genômica e validados em populações específicas.