Metabolic gene expression and epigenetic effects of the ketone body beta-hydroxybutyrate

Autor(es)

Sangalli, Juliano Rodrigues ^[1] ; Sampaio, Rafael Vilar ^[1] ; del Collado, Maite ^[1] ; da Silveira, Juliano Coelho ^[1] ; Camara De Bem, Tiago Henrique ^[1] ; Perecin, Felipe ^[1] ; Smith, Lawrence Charles ^[2] ; Meirelles, Flavio Vieira ^[1]

Afiliação do(s) autor(es)

^[1] Univ Sao Paulo, Dept Vet Med, Fac Anim Sci & Food Engn, BR-13635900 Pirassununga, SP - Brazil

^[2] Univ Montreal, Fac Med Vet, Ctr Rech Reprod & Fertil, St Hyacinthe, PQ H3T 1J4 - Canada

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: SCIENTIFIC REPORTS; v. 8, SEP 13 2018.
• Citações Web of Science: 2

Resumo

The rapid decline in fertility that has been occurring to high-producing dairy cows in the past 50 years seems to be associated with metabolic disturbances such as ketosis, supporting the need for research to improve our understanding of the relations among the diet, metabolism and embryonic development. Recently, the ketone body beta-hydroxybutyrate (BOHB) was demonstrated to be a potent inhibitor of histone deacetylases (HDACs). Herein, we performed a series of experiments aiming to investigate the epigenetic effects of BOHB on histone acetylation in somatic cells, cumulus-oocyte complexes (COCs) and somatic cell nuclear transfer (SCNT) embryos. Treatment with BOHB does not increase histone acetylation in cells but stimulates genes associated with ketolysis and master regulators of metabolism. We further demonstrated that maturing COCs with high levels of BOHB does not affect their maturation rate or histone acetylation but increases the expression of PPARA in cumulus cells. Treatment of somatic cell nuclear transfer zygotes with BOHB causes hyperacetylation, which is maintained until the blastocyst stage, causing enhanced FOXO3A expression and blastocyst production. Our data shed light on the epigenetic mechanisms caused by BOHB in bovine cells and embryos and provide a better understanding of the connection between nutrition and reproduction. (AU)

• Processo FAPESP: 13/08135-2 - CTC - Centro de Terapia Celular
• Beneficiário: Dimas Tadeu Covas
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão - CEPIDs
• Processo FAPESP: 16/13416-9 - Uso do corpo cetônico ácido beta-hidroxibutírico como ferramenta para estudar a conexão entre metabolismo, epigenética e reprodução em bovinos
• Beneficiário: Juliano Rodrigues Sangalli
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 13/06673-7 - Uso de inibidores das histonas deacetilases na transferência nuclear de células somáticas em bovinos.
• Beneficiário: Juliano Rodrigues Sangalli
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 12/50533-2 - GIFT: melhoramento genômico de características relacionadas com a fertilização em gado bovino dinamarquês e brasileiro
• Beneficiário: Marcelo Fábio Gouveia Nogueira
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Processo FAPESP: 14/21097-5 - Efeito de diferentes dietas sobre o epigenoma do espermatozóide
• Beneficiário: Juliano Rodrigues Sangalli
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• Processo FAPESP: 14/22887-0 - Exossomos e microvesículas contendo miRNAs modulam mudanças epigenéticas durante o cultivo in vitro de gametas e embriões em bovinos
• Beneficiário: Juliano Coelho da Silveira
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores
• Processo FAPESP: 14/21034-3 - Rotas intracelulares e intercelulares durante a foliculogênese e maturação oocitária in vivo e in vitro
• Beneficiário: Felipe Perecin
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular