Estudio de expresión diferencial y análisis de enriquecimiento en tejido Longissimus Dorsi para evaluar la pérdida de agua por cocinado en la calidad de la carne de bovino Nelore mediante uso de RNA-Seq

Abstract

Los tratamientos de cocinado de la carne es un problema mayor debido al encogimiento de los productos por la pérdida en el contenido de agua teniendo gran impacto sobre atributos de calidad en la carne como jugosidad y ternura del producto final. La carne de vacuno se caracteriza por una alta e incontrolada variabilidad de su calidad que es una de las razones de la insatisfacción de los consumidores. Brasil es el segundo país consumidor de carne y el segundo exportador mundial de carne, la mejorar de la calidad de su carne podría abrir nuevos mercados internacionales que satisfaga a los consumidores con las implicaciones económicas que conlleva. Uno de los factores que más influye en la perdida de agua es el genotipo del animal por eso los estudios se han concentrado en mejorar la calidad de las canales en razas Nelore por ser raza más utilizada en este país y por contener genes de origen cebú que reducen su calidad de la carne en relación con las razas taurinas. Para la medida de esta característica solo se puede realizar después del sacrificio del animal lo que dificulta su mejoramiento. Gracias al desarrollo de la genómica y nuevas herramientas tecnológicas como RNA seq la industria de la carne de vacuno está pidiendo biomarcadores musculares para predecir la capacidad de los animales para producir carne de vacuno de alta calidad. El objetivo de este trabajo fue identificar genes diferencialmente expresados relacionados con la perdida de agua de la carne tras su cocinado en bovinos raza Nelore y por tanto encontrar posibles biomarcadores para mejorar calidad de carne mediante RNA-Seq. En la UNESP fue secuenciado el mRNA de 20 muestras de musculo Longissimus Dorsi de bovino Nelore. Después del procedimiento de cocinado de 132 muestras de musculo Longissimus Dorsi de bovinos Nelore fueron elegidas 10 muestras que contuvieron poca perdida agua y 10 muestras de mucha perdida agua tras su cocinado. Todos los animales pertenecían al mismo grupo de manejo y fueron sacrificados el mismo día. Fueron encontrados 32 genes diferencialmente expresados relacionados con la perdida de agua por cocinado de la carne, siendo 28 genes con funciones descritas. De los genes diferencialmente expresados 25 fueron infraexpresados y 7 sobreexpresados. Se encontraron genes relacionados con procesos biológicos como¬; respuesta al glucocorticoide, regulación del crecimiento celular, cascada JAK-STAT involucrada en la vía de señalización de la hormona del crecimiento, respuesta a los alimentos, así como reguladores principals como las citoquinas y MAPK, y procesos celulares como el aumento de la adipogénesis, retención de agua y sistema inmune. Los resultados de este trabajo permitirán generar biomarcadores genéticos en bovino Nelore para la seleccion de perdida de agua en la carne para producir carne de mejor calidad para el consumo y traer beneficios económicos a las explotaciones de bovino Nelore.

Meat cooking treatments are a major problem due to the shrinkage of the products resulting of the loss in water content and having a great impact on the quality attributes of the meat, such as juiciness and tenderness of the final product. Beef is characterized by a high and uncontrolled variability on its quality, which is one of the reasons for consumer s dissatisfaction. Brazil is the second meat consumer country and the second world meat exporter, improving the quality of its meat could open new international markets to satisfy consumers and with the economic implications which this entails. One of the factors that most influences the loss of water is the genotype of the animal, which is the reason why studies have focused on improving the quality of Nelore races, because they are the most used breed in this country and also because they contain Zebu genes that reduce their meat quality with the Taurine breeds. The measurement of this characteristic can only be done after the sacrifice of the animal which hinders its improvement. Thanks to the development of genomics and new technological tools such as RNA -seq the beef industry is calling for muscle biomarkers to predict the ability of animals to produce high-quality beef. The objective of this work was to identify differentially expressed genes related to the loss of water from meat, after cooking, in Nelore cattle and therefore to find possible biomarkers to improve meat quality through RNA-Seq. In the UNESP the mRNA of 20 samples of Longissimus dorsi muscle of bovine Nelore was sequenced. After the cooking procedure of 132 samples of Longissimus dorsi muscle from Nelore cattle, 10 samples wich had little loss of water were selected, as well as other 10 samples with much loss of water after cooking. All the animals belonged to the same management group and were slaughtered the same day. 32 differentially expressed genes were found related to the loss of water by cooked meat, being 28 of these genes with described functions. From the differentially expressed genes, 25 were downregulated and 7 of them were upregulated. Genes were found related to biological processes such as response to glucocorticoid, regulation of cell growth, JAK-STAT cascade involved in growth hormone signaling pathway, response to food, as well as master regulators such as cytokines and MAPK, and cell processes such as the increase of adipogenesis, water retention and immune system. The results of this work will allow the generation of genetic biomarkers in Nelore cattle, for the selection of loss of water in the meat, to produce better quality meat for the consumption and will also bring economic benefits to the Nelore cattle farms.