Integração de dados metabolômicos e metagenômicos de amostras fecais de novilhos Nelore: uma abordagem para entender as interações metabólicas entre o hospedeiro e o microbioma e prever biomarcadores de eficiência alimentar

• Processo: 23/17798-7
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de abril de 2024
• Data de Término da vigência: 13 de setembro de 2024
• Área de conhecimento: Ciências Agrárias - Zootecnia - Produção Animal
• Pesquisador responsável: Luciana Correia de Almeida Regitano
• Beneficiário: Aline Teixeira do Brasil Morais Trimidi
• Supervisor: Hanne Christine Bertram
• Instituição Sede: Embrapa Pecuária Sudeste. Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA). Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (Brasil). São Carlos , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Aarhus University, Dinamarca
• Vinculado à bolsa: 23/01149-0 - Integração ômica de diferentes tecidos de novilhos Nelore submetidos a diferentes dietas e sua associação com eficiência alimentar, qualidade da carne bovina e emissão de metano, BP.PD
• Assunto(s): Eficiência alimentar Integração de dados Metabolômica Microbiota
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: dados ômicos | eficiência alimentar | integração de dados | Metabolomica | Microbioma | Integração de dados ômicos

Resumo

O conceito de hologenoma tem sido para elucidar a relação simbiótica entre o microbioma e seu hospedeiro. Esta associação simbiótica é biologicamente conhecida como holobionte, cuja interação afeta diretamente o desenvolvimento e a informação genética do hologenoma. Os ruminantes possuem um grande compartimento, o rúmen, onde polissacarídeos complexos encontrados nas pastagens são decompostos por meio da fermentação microbiana. A diversificada comunidade microbiana converte polissacarídeos complexos encontrados na dieta do animal em proteínas, ácidos graxos voláteis e gases. Os produtos finais deste processo desempenham um papel importante para a aptidão animal, fornecendo energia para funções metabólicas, por exemplo, crescimento animal, desenvolvimento e modulação do sistema. No entanto, os subprodutos produzidos durante o processo de fermentação, como o gás metano - um potente gás de efeito estufa - têm repercussões ambientais significativas.Nossa equipe tem investigado as potenciais aplicações do conceito de Hologenoma na indústria pecuária de corte, com o objetivo de desenvolver uma abordagem que promova a agricultura sustentável. Produzimos dados genômicos estruturais e funcionais em uma população Nelore de referência, revelando assim os principais atores na regulação da expressão gênica e de processos biológicos relevantes para características de qualidade da carne e eficiência alimentar. Também identificamos como a composição e funcionalidade do metagenoma ruminal e fecal, bem como o perfil metabolômico, podem estar associados a características de produção e sustentabilidade, como eficiência alimentar e emissão de metano em bovinos de corte Nelore.A raça Nelore (Bos indicus) é a raça bovina de corte mais importante do Brasil devido à sua produtividade, adaptabilidade ao clima tropical e resistência a parasitas. Uma parceria com a Associação Brasileira dos Criadores de Zebu (ABCZ) permitiu acesso às informações fenotípicas, amostras fecais no período de confinamento de participantes do Teste Nacional de Avaliação de Touros Jovens (PNAT) desde 2019 para responder questões cruciais sobre a inter-relação da diversidade funcional da microbiota e do ambiente hospedeiro.Neste contexto, a presente proposta visa explorar a correlação entre o microbioma e os metabólitos ligados à eficiência alimentar e ao desempenho ideal do gado de corte. O objetivo é identificar potenciais marcadores de metabólitos polares que possam prever o perfil do microbioma em bovinos de corte, especificamente relacionado à eficiência alimentar. Exemplos de tais metabólitos polares incluem ácido 2,4-diaminobutírico, ácido 2-hidroxivalérico, ácido 5-aminovalérico, 4-hidroxibutirato, ácido láurico e ácido láctico. Esses compostos, derivados de carboidratos, foram previamente descritos como potenciais biomarcadores do microbioma associados à alta eficiência alimentar em bovinos leiteiros.