mRNA expression of mitochondrial genes and productive performance of quails fed with glycerol

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de dietas com glicerol no desempenho produtivo de codornas japonesas de corte e na expressão do mRNA de genes mitocondriais da proteína adenina nucleotídeo translocase (ANT) e da proteína desacopladora (UCP), envolvidas no metabolismo energético e na resposta ao estresse oxidativo. As codornas foram alimentadas com dietas contendo 0,   8 e 12% de glicerol, em substituição parcial ao milho. Aos 28 dias de idade, o RNA total foi extraído de amostras do músculo do peito e a síntese do cDNA foi feita por meio de qRT‑PCR com iniciadores específicos para genes da ANT e UCP, obtidos de Gallus gallus. A conversão alimentar e o consumo de ração foram avaliados para as três dietas testadas. A adição de 8% de glicerol não afetou o desempenho dos animais. No entanto, a adição de 12% aumentou o consumo de ração e piorou a conversão alimentar. O ganho de peso não foi afetado pela inclusão de glicerol na dieta. No grupo alimentado com 8% de glicerol, a expressão da UCP aumentou, mas a da ANT não variou, em comparação ao controle. A expressão da UCP foi menor e a da ANT foi maior no grupo alimentado com 12% de glicerol. A inclusão de 8% de glicerol na dieta não afeta o desempenho de codornas de corte, embora aumente a expressão da UCP. A inclusão de 12% de glicerol piora o desempenho e aumenta a expressão da ANT.The objective of this work was to evaluate the effect of diets containing glycerol on the productive performance of Japanese meat quails and on the mRNA expression of the mitochondrial genes of the adenine nucleotide translocase (ANT) and uncoupling protein (UCP), involved in energy metabolism and oxidative stress response. The quail were fed diets containing 0,   8,  and 12% glycerol in partial substitution of corn. At 28 days of age, total RNA was extracted from samples of breast muscle and cDNA synthesis was done with qRT‑PCR using specific primers for ANT and UCP genes, obtained from Gallus gallus. Feed conversion and feed intake were evaluated for the three tested diets. The addition of 8% glycerol did not affect performance. However, the addition of 12% glycerol increased feed intake and worsen feed conversion. Animal weight gain was not affected by glycerol inclusion in the diet. In the group fed with 8% glycerol, UCP expression increased, but that of ANT did not vary in comparison to the control. The expression of UCP was lower and that of ANT was higher in the group fed with 12% glycerol. The inclusion of 8% glycerol in the diet does not affect the performance of meat quails, although it increases the expression of UCP. The inclusion of 12% glycerol decreases performance and increases the expression of ANT

Expressão de genes mitocondriais e de crescimento associados à eficiência alimentar de codornas submetidas a diferentes ambientes térmicos

This work was structured as a single experiment involving a factorial arrangement where the gene expression and performance of quails were analyzed. The factors lineage (layer and meat), feed efficiency (high and low-efficiency) and thermal stress exposition (cold and heat) were considered. Thus, the experiment results were analyzed considering the lineages separately, first layer then meat. The gene expression analysis of domestic animals is increasing, due to the need to better understand the molecular and biochemical mechanisms involved on nutrition and ambiance. The analysis of mitochondrial and growth related genes, enabled the confirmation of some expected results, considering the action of such genes; although this data also brought other challenges such as explaining unexpected results, where hypothesis might be drawn. When we analyzed the expression of these genes on layer quails, we could observe that IGF-I mRNA expression was higher in the livers of high feed efficiency (FE) quail than in the livers of low-FE quail under both heat and cold stress conditions. High-FE birds also showed higher GHR mRNA expression independent of temperature. UCP mRNA expression in the liver was lower in high-FE birds and higher under cold stress compared with the other conditions. IGF-I mRNA expression was higher in the muscle of high-FE quail under the three conditions tested, and UCP mRNA expression was higher under cold stress. The ANT mRNA expression was lower in the liver of heat stress animals. In the muscle greater ANT mRNA expression was observed for high FE and for cold stress animals. The greatest COX III mRNA expression in the muscle was observed for high FE animals and that were subjected to cold stress. In the liver there was a much higher expression of COX III mRNA in cold stress animals. The analysis results of gene expression on muscle and liver of meat quails are similar to the ones of layer quails. IGF-I mRNA expression was higher in the livers of high-FE quail than inO trabalho foi estruturado como um único experimento envolvendo um arranjo fatorial, no qual foram analisados a expressão gênica e o desempenho de codornas. Os fatores, linhagens (postura e corte), eficiência alimentar (alta e baixa eficiência alimentar) e exposição ao estresse térmico (frio e calor) foram considerados. Desta forma, o experimento foi analisado considerando as linhagens separadamente, primeiro postura e depois corte. As análises de expressão gênica em animais domésticos vem aumentando dada a necessidade de se compreender melhor os mecanismos moleculares e bioquímicos envolvidos com a nutrição e ambiência. As análises com a expressão dos genes mitocondriais e genes relacionados ao crescimento possibilitaram a confirmação de alguns resultados já esperados, em função da ação desses genes; entretanto, também nos trouxeram desafios na explicação de resultados não esperados, onde hipóteses foram propostas. Quando analisamos a expressão desses genes em animais de postura, podemos observar que a expressão de IGF-I foi maior no fígado de codornas de alta eficiência alimentar (EA) do que em codornas de baixa EA em condições de estresse por calor ou frio. Animais de alta EA também mostraram maior expressão de mRNA GHR, independente da temperatura. A expressão de UCP no fígado foi menor em aves de alta EA, e maior em condições de estresse por frio. A expressão de ANT foi menor no fígado de codornas expostas ao calor. No músculo, maior expressão de ANT foi observada para aves de alta EA e para animais do estresse por frio. A maior expressão de COX III no músculo foi observada para aves de alta EA e que foram submetidas ao estresse por frio. No fígado, valores de expressão muito mais altos, também foram observados em codornas do estresse por frio. Os resultados das análises de expressão no músculo e fígado das codornas de corte são semelhantes aos encontrados para postura. A expressão de IGF-I foi maior no fígado de aves de alta EA do que em aves de baixa EA no conforto e sob estresse por calor. No músculo, independente da temperatura, aves de alta EA mostraram maior expressão de IGF-I. Codornas de alta EA também apresentaram maior expressão de GHR em condições de conforto térmico. Com relação ao ambiente, maior expressão foi observada em aves no conforto, e menor expressão de GHR, observada em aves em estresse por calor. A expressão de UCP no fígado foi menor em aves de alta EA e menor em estresse térmico por calor. Aves de alta e baixa EA mostraram maior expressão de ANT em condições de estresse por frio. Comparações entre aves de alta e baixa EA revelaram maiores níveis de transcrição deste gene em aves de alta EA em condições de conforto e de estresse por calor. Maior expressão de COX III foi observada no fígado e músculo de codornas em condições de conforto térmico. Neste trabalho, além de machos, também foi avaliada a expressão dos mesmos genes em codornas de corte fêmeas, no qual foi observado maior expressão de mRNA IGF-I no fígado e no músculo de aves de alta EA, e maior expressão de GHR no músculo. A maior expressão de ANT foi observada em aves de alta EA e que permaneceram em conforto térmico. No fígado, a expressão de UCP foi estatisticamente similar entre as codornas, independente do ambiente (Tº) ou da eficiência alimentar. Entretanto, comparações entre aves de alta e baixa EA no músculo revelaram maior expressão de UCP em aves de baixa EA. Maior expressão de COX III foi observada em codornas que permaneceram no conforto; e aves de alta EA mostraram maior expressão deste gene que aves de baixa EA. Nossos resultados sugerem que a temperatura ambiental afeta a expressão de genes relacionados ao crescimento e à produção de energia pelas mitocôndrias, e que codornas que apresentam diferentes eficiências alimentares podem responder diferentemente aos estímulos do ambiente.xvi, 100

Expressão do mRNA de genes mitocondriais e desempenho produtivo de codornas alimentadas com glicerol mRNA expression of mitochondrial genes and productive performance of quails fed with glycerol

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de dietas com glicerol no desempenho produtivo de codornas japonesas de corte e na expressão do mRNA de genes mitocondriais da proteína adenina nucleotídeo translocase (ANT) e da proteína desacopladora (UCP), envolvidas no metabolismo energético e na resposta ao estresse oxidativo. As codornas foram alimentadas com dietas contendo 0, 8 e 12% de glicerol, em substituição parcial ao milho. Aos 28 dias de idade, o RNA total foi extraído de amostras do músculo do peito e a síntese do cDNA foi feita por meio de qRT‑PCR com iniciadores específicos para genes da ANT e UCP, obtidos de Gallus gallus. A conversão alimentar e o consumo de ração foram avaliados para as três dietas testadas. A adição de 8% de glicerol não afetou o desempenho dos animais. No entanto, a adição de 12% aumentou o consumo de ração e piorou a conversão alimentar. O ganho de peso não foi afetado pela inclusão de glicerol na dieta. No grupo alimentado com 8% de glicerol, a expressão da UCP aumentou, mas a da ANT não variou, em comparação ao controle. A expressão da UCP foi menor e a da ANT foi maior no grupo alimentado com 12% de glicerol. A inclusão de 8% de glicerol na dieta não afeta o desempenho de codornas de corte, embora aumente a expressão da UCP. A inclusão de 12% de glicerol piora o desempenho e aumenta a expressão da ANT.The objective of this work was to evaluate the effect of diets containing glycerol on the productive performance of Japanese meat quails and on the mRNA expression of the mitochondrial genes of the adenine nucleotide translocase (ANT) and uncoupling protein (UCP), involved in energy metabolism and oxidative stress response. The quail were fed diets containing 0, 8, and 12% glycerol in partial substitution of corn. At 28 days of age, total RNA was extracted from samples of breast muscle and cDNA synthesis was done with qRT‑PCR using specific primers for ANT and UCP genes, obtained from Gallus gallus. Feed conversion and feed intake were evaluated for the three tested diets. The addition of 8% glycerol did not affect performance. However, the addition of 12% glycerol increased feed intake and worsen feed conversion. Animal weight gain was not affected by glycerol inclusion in the diet. In the group fed with 8% glycerol, UCP expression increased, but that of ANT did not vary in comparison to the control. The expression of UCP was lower and that of ANT was higher in the group fed with 12% glycerol. The inclusion of 8% glycerol in the diet does not affect the performance of meat quails, although it increases the expression of UCP. The inclusion of 12% glycerol decreases performance and increases the expression of ANT

Effects of methionine supplementation on the expression of protein deposition-related genes in acute heat stress-exposed broilers.

The objective of this study was to evaluate the effect of heat stress and methionine supplementation on the gene expression of insulin-like growth factor I (IGF-I), growth hormone receptor (GHR), phosphatidylinositol 3-kinase, and regulatory 1 (PI3KR1) in the liver, as well as the expression of the atrogin 1 and cathepsin L2 (CTSL2) genes in the breast muscle of broilers. Broilers from 1-21 and 22-42 days of age were divided into three treatments related to methionine supplementation as follows: without methionine supplementation (MD), recommended level of methionine (DL1), and excess supplementation of methionine (DL2). The animals were either maintained at a thermal comfort temperature or exposed to heat stress (HS) (38°C for 24 hours, starting on day 20 or day 41 for experiments 1 and 2, respectively). The heat stress increased the body temperature at both ages. Starter period: The HS animals presented increased plasma creatinine content (P<0.0001) and the highest CTSL2 gene expression (P<0.0001). The methionine supplementation increased the IGF-I (P = 0.0144) and GHR (P = 0.0011) gene expression and decreased the CTSL2 (P = 0.0004) and atrogin 1 (P = 0.0012) gene expression. Grower period: Significant effects for the interaction between supplementation and environment were observed for GHR (P = 0.0252) and CTSL2 (P = 0.0011) gene expression. The highest GHR expression was observed in animals that remained in thermal comfort on the DL2 diet, and the lowest expression occurred in the HS animals fed the MD diet. For CTSL2, the HS animals fed the MD diet presented the highest CTSL2 gene expression, and the lowest expression was observed in the animals maintained at thermal comfort on DL1 and DL2 diets. Only methionine supplementation had effect on atrogin-1 gene expression (P<0.0001), with higher methionine content in the diet lower atrogin-1 gene expression was observed. Our results suggest that heat stress induces greater protein degradation and that methionine supplementation could induce protein deposition because methionine increased the expression of genes related to protein synthesis and decreased the expression of genes related to protein breakdown

Thermal stress induces changes in gene expression and blood parameters in high and low feed efficiency meat quail

In this study, we analysed markers of stress, plasma creatinine and T3 content, and insulin-like growth factor I (IGF-I), growth hormone receptor (GHR), uncoupling protein (UCP), adenine nucleotide translocase (ANT) and cytochrome c oxidase subunit III (COX III) mRNA expression in the liver and muscle of high (0.22 g/g) and low (0.14 g/g) feed efficiency (FE) meat quail at three different air temperatures, comfortable, heat and cold stress, for 24 h. High FE quail presented higher plasma T3 and lower creatinine levels. IGF-I mRNA expression was higher in the livers of high FE quail than in the livers of low FE quail under both comfortable and cold stress conditions. In the muscle, regardless of the environment, high FE birds showed higher IGF-I mRNA expression. High FE birds also showed higher GHR mRNA expression under comfortable conditions. Regarding the environment, higher expression was observed in birds at comfortable conditions, and lower expression in birds under heat stress. UCP mRNA expression in the liver was lower in high FE birds and higher under heat stress compared with the other conditions. Low and high FE birds showed greater ANT mRNA expression in the muscle under cold stress. Greater mRNA COX III expressions were observed in the liver and muscle of quails under comfortable conditions. Our results suggest that temperature affects the expression of genes related to growth and mitochondrial energy production, and quail with different FEs respond differently to environmental stimuli. In comfortable conditions, high FE animals show higher IGF-I mRNA expression and plasma T3 and lower creatinine content

Primer sequences used for quantitative real-time polymerase chain reaction.

<p>¹Amplicon (bp)</p><p>²Annealing Temperature (°C)</p><p>³CTSL2, cathepsin L2; GHR, growth hormone receptor; IGF-I, insulin-like growth factor I; PI3KR1, phosphatidylinositol 3-kinase, regulatory 1.</p><p>Primer sequences used for quantitative real-time polymerase chain reaction.</p

Experimental diets, centesimal composition (expressed as-fed basis).

<p>¹MD, methionine deficient; DL1, recommended level of methionine supplementation; DL2, excess methionine supplementation.</p><p>²Supplied by kilogram of diet: retinyl-acetate, 3.44 mg; cholecalciferol, 50 μg; DL-<i>α-</i>tocopherol, 15 mg; thiamine, 1.63 mg; riboflavin, 4.9 mg; pyridoxine, 3.26 mg; cyanocobalamin, 12 μg; D-pantothenic acid, 9.8 mg; D-biotin, 0.1 mg; menadione, 2.4 mg; folic acid, 0.82 mg; niacinamide, 35 mg; selenium, 0.2 mg; iron, 35 mg; copper, 8 mg; manganese, 60 mg; zinc, 50 mg; I, 1 mg; choline, 650 mg; salinomycin, 60 mg; avilamycin, 5 mg; butyl hydroxy toluene, 80 mg.</p><p>³Feed formulations were based on the total amino acids of corn and soybean meal as analyzed by Evonik Degussa (Hanau, Germany). The digestibility coefficient suggested by Rostagno et al. (2011) was used to obtain the digestible amino acids. AME: apparent metabolizable energy. The amino acids, crude protein and dry matter were analyzed by Evonik Degussa (Hanau, Germany).</p><p>Experimental diets, centesimal composition (expressed as-fed basis).</p

Primer sequences used for quantitative real-time polymerase chain reaction.

<p>¹Amplicon (bp)</p><p>²Annealing Temperature (°C)</p><p>³CTSL2, cathepsin L2; GHR, growth hormone receptor; IGF-I, insulin-like growth factor I; PI3KR1, phosphatidylinositol 3-kinase, regulatory 1.</p><p>Primer sequences used for quantitative real-time polymerase chain reaction.</p

Effects of environment and methionine supplementation on creatinine content and body temperature of broilers from the starter (A and C) and grower (B and D) periods.

<p>Effects of environment and methionine supplementation on creatinine content and body temperature of broilers from the starter (A and C) and grower (B and D) periods.</p