In vitro culture of ovine mammary gland cells expressing beta-lactoglobulin and beta-casein

The expression of milk proteins in vitro is essential to exploit the mammary gland cells as a biological model. Enzymatic tissue disaggregation has been widely used to establish mammary cell culture, but its effect in long-term ovine mammary cell culture is not completely elucidated. This study aimed at comparing mechanical/enzymatic and mechanical dissociation methods to establish ovine mammary cell culture. We compared cellular differentiation induced by lactating ewe sérum or fetal bovine serum based on the gene expression levels of milk proteins (beta-lactoglobulin, alpha s1-casein, and betacasein). Mechanically dissociated cells were positive immunostaining for cytokeratin 8.13, such as mammary epithelial cells. These cells are responsible for milk protein expression and they are low immunostaining for vimentin, mesenchymal marker. Mechanical/enzymatic dissociation cells were positive for vimentin. The fastest cell growth (cell/hour) was observed in the mechanical dissociation group cultured with 10% fetal bovine serum medium. Mechanically and mechanically/enzymatically derived cells were able to express beta-casein and beta-lactoglobulin, but not alpha s1-casein. The relative expression of beta-lactoglobulin was not affected by the tissue dissociation method or culture media, beta-casein relative expression was down regulated in mechanically dissociated cells cultured in the presence of lactating ewe serum, (P = 0.019). Beta-casein relative expression was also down regulated in mechanically/enzymatically dissociated cells cultured with fetal bovine sérum (P = 0.021). In the present conditions, we conclude that mechanical dissociation followed by culture with 10% of fetal bovine serum was the most efficient method to induce milk proteins’ mRNA expression by ovine mammary epithelial cells in vitro.A expressão in vitro de proteínas do leite e essencial para explorar as células da glândula mamaria como um modelo biológico. A desagregação tecidual via enzimática e amplamente utilizada para o estabelecimento cultivo de células mamarias. No entanto, seu efeito a longo prazo no cultivo de células da glândula mamaria ovina ainda não e bem elucidado. Este estudo tem como objetivo comparar dois métodos de dissociação tecidual, mecânico/enzimático e mecânico, para estabelecer cultivo celular de glândula mamaria ovina. A indução da diferenciação celular, por adição de soro de ovelha lactante ou soro fetal bovino, foi avaliada pelos níveis de expressão de proteínas do leite (beta-lactoglobulina, alpha s1-caseina e beta-caseína). Células mecanicamente dissociadas foram positivamente marcadas para a presença de citoqueratina 8.13, marcador para células epiteliais mamarias. Essas células são as responsáveis pela produção das proteínas do leite e são pouco marcadas para a presença de vimentina, marcador para células de origem mesenquimal. Já as células obtidas da dissociação mecânica/ enzimática foram positivamente marcadas para presença de vimentina. A maior velocidade de crescimento (células/hora) foi observado para o grupo com dissociação mecânica cultivado em meio com 10% de soro fetal bovino. As células obtidas tanto da dissociação mecânica quanto mecânica/enzimática foram capazes de expressar beta-lactoglobulina e beta-caseína, mas não alfa s1-caseina. A expressão relativa de beta-lactoglobulina não foi afetada pelo método de dissociação ou meio de cultivo. A expressão relativa da beta-caseína foi negativamente regulada para células mecanicamente dissociadas e cultivadas na presença de soro de ovelha lactante (P = 0,019). A expressão relativa da beta-caseína também foi negativamente regulada para células dissociadas de forma mecânica/enzimática e cultivadas com soro fetal bovino (P = 0,021). Nas condições do presente estudo, concluímos que o método de dissociação mecânica seguido pelo cultivo em meio com 10% de soro fetal bovino foi o método mais eficiente para induzir a expressão mRNA de proteínas do leite por células epiteliais mamarias ovinas in vitro

The scientific structure of competitive intelligence

A estrutura científica de uma área é a base para o seu reconhecimento como disciplina científica. Sendo a Inteligência Competitiva uma área recente do conhecimento, objetiva-se com esta pesquisa a proposição de sua estrutura científica e sistema de investigação nos níveis epistemológico, científico e aplicado. Busca-se também identificar o paradigma da Inteligência Competitiva, enumerar as teorias e modelos que a fundamentam e listar as soluções de problemas da vida real propostos por essa área. Trata-se de pesquisa descritiva cujo método utilizado foi o levantamento e análise estatística do comportamento de variáveis de um modelo sistêmico de definição de objeto científico em uma amostra formada por artigos científicos publicados em língua inglesa e portuguesa. Os resultados mostram a existência de estudo nos três níveis da estrutura científica. Há três paradigmas que regem a pesquisa nessa área. Apresenta corpo teórico que apoia estudos desse campo e que é utilizado para auxiliar na solução de problemas de ordem prática. Há pesquisas em nível aplicado, destacando-se as relacionadas à melhoria do processo de Inteligência Competitiva e à contribuição desta área a outros processos organizacionais. Conclui-se que a proposta explicitada de estrutura científica e de sistema de investigação, nos níveis epistemológico, científico e aplicado, para a Inteligência Competitiva é adequada à compreensão desta disciplina.The scientific framework of a new field of knowledge is the foundation for its recognition as a scientific discipline. Considering that competitive intelligence is a recent field of knowledge, the main purpose of this study is to propose a scientific framework for competitive intelligence and a hierarchical research system with practical, scientific and epistemological perspectives levels. Other purposes include identifying the paradigm of competitive intelligence, enumerating its theories and models, and listing the solutions for real world problems proposed by this field. This is a descriptive research that uses the survey method and statistical analysis of variable behavior from a systemic model for defining scientific objects, using a sample of scientific articles published both in English and Portuguese. The results showed the existence of three scientific levels of research in this field. The following three paradigms support research in this field: a theoretical framework that supports studies in the field that are used to help solving practical problems; applied studies, particularly those related to improving the process of competitive intelligence; and those that contribute to other organizational processes. It may be concluded that the explicit scientific framework and a hierarchical research system proposed in the epistemological, scientific and practical levels are suitable for understanding this discipline

Can in vitro embryo production be estimated from semen variables in Senepol breed by using artificial intelligence?

Thoroughly analyzing the sperm and exploring the information obtained using artificial intelligence (AI) could be the key to improving fertility estimation. Artificial neural networks have already been applied to calculate zootechnical indices in animals and predict fertility in humans. This method of estimating the results of reproductive biotechnologies, such as in vitro embryo production (IVEP) in cattle, could be valuable for livestock production. This study was developed to model IVEP estimates in Senepol animals based on various sperm attributes, through retrospective data from 290 IVEP routines performed using 38 commercial doses of semen from Senepol bulls. All sperm samples that had undergone the same procedure during sperm selection for in vitro fertilization were evaluated using a computer-assisted sperm analysis (CASA) system to define sperm subpopulations. Sperm morphology was also analyzed in a wet preparation, and the integrity of the plasma and acrosomal membranes, mitochondrial potential, oxidative status, and chromatin resistance were evaluated using flow cytometry. A previous study identified three sperm subpopulations in such samples and the information used in tandem with other sperm quality variables to perform an AI analysis. AI analysis generated models that estimated IVEP based on the season, donor, percentage of viable oocytes, and 18 other sperm predictor variables. The accuracy of the results obtained for the three best AI models for predicting the IVEP was 90.7, 75.3, and 79.6%, respectively. Therefore, applying this AI technique would enable the estimation of high or low embryo production for individual bulls based on the sperm analysis information

Photography-based taxonomy is inadequate, unnecessary, and potentially harmful for biological sciences

The question whether taxonomic descriptions naming new animal species without type specimen(s) deposited in collections should be accepted for publication by scientific journals and allowed by the Code has already been discussed in Zootaxa (Dubois & Nemésio 2007; Donegan 2008, 2009; Nemésio 2009a–b; Dubois 2009; Gentile & Snell 2009; Minelli 2009; Cianferoni & Bartolozzi 2016; Amorim et al. 2016). This question was again raised in a letter supported by 35 signatories published in the journal Nature (Pape et al. 2016) on 15 September 2016. On 25 September 2016, the following rebuttal (strictly limited to 300 words as per the editorial rules of Nature) was submitted to Nature, which on 18 October 2016 refused to publish it. As we think this problem is a very important one for zoological taxonomy, this text is published here exactly as submitted to Nature, followed by the list of the 493 taxonomists and collection-based researchers who signed it in the short time span from 20 September to 6 October 2016

Effect of sperm traits on bovine in vitro production

A produção in vitro de embriões (PIVE) bovinos é uma ferramenta importante na reprodução animal, com aplicações acadêmicas e comerciais, e com grande relevância econômica. Apesar da sua aplicabilidade, a eficiência da PIVE ainda pode ser aumentada. Efeitos espermáticos podem ser evidenciados no desenvolvimento embrionário durante a PIVE apresentando grandes variações nas taxas de produção. Devido ao aspecto multifatorial da fertilidade, as avaliações espermáticas apresentam resultados inconstantes, mesmo com o uso de métodos mais precisos de análise como a citometria de fluxo, combinada às sondas fluorescentes, que permitem avaliar maior número de espermatozoides e de atributos simultaneamente. O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito de atributos espermáticos (motilidade antes e após gradiente de Percoll®, integridade de membranas plasmática e acrossomal, alto potencial de membrana mitocondrial e resistência da cromatina) de maneira individual, (diferença para apenas para um atributo espermático) e de maneira combinada em perfis espermáticos (diferença para todos os atributos espermáticos simultaneamente). O efeito foi avaliado por meio das taxas de clivagem, blastocisto e eficiência de desenvolvimento embrionário (taxa de blastocisto/taxa de clivagem). Os resultados demonstraram que os atributos motilidade prévia ao Percoll®, a integridade da membrana acrossomal e o potencial de membrana mitocondrial, individuais, apresentam efeito negativo sobre as taxas de desenvolvimento embrionário e de blastocisto. A motilidade após o gradiente de Percoll®, a integridade da membrana plasmática e a resistência da cromatina, bem como a combinação de todos os atributos espermáticos analisados, sob mesmas condições, não apresentaram efeito sobre a PIVE. Deste modo, conclui-se que controversamente alguns atributos espermáticos podem apresentar efeitos negativos sobre as taxas da PIVE e que a função e interação de atributos espermáticos com o processo in vitro devem ser mais bem compreendidas, a fim de permitir o aprimoramento deste processo podendo aumentar as taxas de produção, maximizando a eficiência da PIVE.In vitro production (IVP) of bovine embryos is an important technology of animal reproduction. This technology is applied on research and livestock, with economic highlights, however IVP efficiency could be higher, and can be influenced by male effects. Until now, sperm evaluations had failed to determine these male effects, even using advanced technologies such as large mix of fluorescent probes by flow cytometry analysis, which evaluates a large number of sperm cells and traits simultaneously. Then, the aim of this study was to determine the effect of sperm traits (motility before and after Percoll® selection, plasma membrane and acrosome integrity, high mitochondrial membrane potential, and chromatin structure) on IVP rates. Effect of each trait was enriched to evaluate the individual trait effect (differences between groups of bulls exclusively for the enriched trait, while others traits was homogenous). Combined effect of traits was also evaluated (differences between groups of bulls, and groups of batches from same bulls, for all traits simultaneously, generating a sperm profile). Enriched and combined effects were evaluated on cleavage, blastocyst and embryo development (blastocyst/cleavage) rates. Results showed that motility before Percoll® selection, acrosome integrity, and high mitochondrial membrane enriched effects had negative impact on blastocyst and embryo development rates. Motility after Percoll® selection, plasma membrane integrity, chromatin structure, and combined effects were not significant on IVP rates. We can conclude that controversially, some sperm traits could have a negative effect on IVP outcomes, thereafter sperm traits physiology and interactions with in vitro systems must be better understood to enhance in vitro fertilization conditions, increasing IVP yields

Effect of low potency laser on sperm viability and in vitro production of bovine embryos

O sucesso da fecundação e da sustentação do desenvolvimento embrionário subseqüente é dependente de atributos espermáticos relacionados à qualidade seminal. A produção in vitro de embriões em bovinos é uma ferramenta fundamental para a aceleração do ganho genético do rebanho, porém o uso comercial depende diretamente da melhoria do sistema de produções in vitrode embriões a um baixo custo. Técnicas que proporcionem melhoria da qualidade seminal possibilitando um incremento na produção in vitro de embriões e ainda a um baixo custo possuem apelo econômico. O laser de baixa potência emite ondas eletromagnéticas com efeitos biológicos. Este efeito é dependente dos parâmetros de irradiação e do tipo celular alvo. Trabalhos avaliando o laser de baixa potência em amostras seminais sugerem que seja utilizado para melhorar os atributos espermáticos e, conseqüentemente, a produção in vitro de embriões. Este estudo teve como objetivo avaliar o efeito do laser de baixa potência sobre a viabilidade espermática e averiguar o efeito desta estimulação na produção in vitro de embriões bovinos. Para isso, amostras comerciais de sêmen criopreservado foram descongeladas e submetidas à irradiação com laser He-NE. No experimento 1 foram testadas as potências de 0; 5; 7,5 e 10mW, por 5 ou 10 minutos de tratamento. As amostras de sêmen foram avaliadas imediatamente após a irradiação e após 30 minutos de incubação. Foram verificadas possíveis interações duplas (Potência*Duração do Tratamento, Potência*Tempo e Duração do Tratamento*Tempo) e tripla (Potência*Duração do Tratamento*Tempo). No experimento 2 foi avaliado o efeito da melhor combinação potência X duração dos tratamentos utilizados no Experimento 1, para irradiar o sêmen utilizado para a produção in vitro de embriões. O laser de baixa potência apresentou efeito sobre diversos atributos relacionados à viabilidade espermática. Este efeito foi dependente da potência e da duração do tratamento. Nas condições experimentais, a potência de 5mW com duração de 10 minutos de aplicação sugere efeitos positivos no aumento na viabilidade espermática. No entanto, o tratamento de espermatozóides nesta potência e duração do tratamento, não apresenta incremento nas taxas de produção nem na qualidade embrionária.Success of fertilization and the maintenance of subsequent embryo development rely on sperm attributes related to seminal quality. The in vitro production of bovine embryos is an essential tool for genetic gain in the herd. However, its commercial use directly depends on improvement of the production system at a low cost. Inexpensive techniques which provide an increase of seminal quality, allowing the increment of in vitro production of embryos are of great interest to cattle breeding. Low-power laser emits electromagnetic waves with biological effects. These effects are dependent of irradiation parameters and target cell type. Studies with seminal samples irradiated by low potency laser suggest its use to improve several sperm features and, therefore, in vitro production of embryos. This study aimed to evaluate the effect of low potency laser on sperm viability and fertilization ability of irradiated sperm. Briefly, in Experiment 1, samples of frozen/thawed commercial semen were subjected to He-NE laser irradiation. Laser potencies of 0, 5, 7.5 or 10mW were tested for 5 or 10 min of treatment. Samples were evaluated immediately and 30 min after irradiation. Double (Potency*Treatment length, Potency*Time and Treatment length*Time) and triple interactions (Potency*Treatment length*Time) were assessed. Afterwards, in Experiment 2, the effect of the best combination of potency and exposure length on in vitro production of embryos was verified. Low potency laser affected several semen attributes related to sperm viability. This effect was dependent on laser potency and the length of treatment. In the experimental conditions tested in this study, 5mW potency combined to 10 min of exposure had appeared to have positive effect of increasing sperm viability. However, 5mW potency laser for 10 min sperm irradiation did not improve in vitro embryo production rates and bovine embryo quality

Effect of low potency laser on sperm viability and in vitro production of bovine embryos

O sucesso da fecundação e da sustentação do desenvolvimento embrionário subseqüente é dependente de atributos espermáticos relacionados à qualidade seminal. A produção in vitro de embriões em bovinos é uma ferramenta fundamental para a aceleração do ganho genético do rebanho, porém o uso comercial depende diretamente da melhoria do sistema de produções in vitrode embriões a um baixo custo. Técnicas que proporcionem melhoria da qualidade seminal possibilitando um incremento na produção in vitro de embriões e ainda a um baixo custo possuem apelo econômico. O laser de baixa potência emite ondas eletromagnéticas com efeitos biológicos. Este efeito é dependente dos parâmetros de irradiação e do tipo celular alvo. Trabalhos avaliando o laser de baixa potência em amostras seminais sugerem que seja utilizado para melhorar os atributos espermáticos e, conseqüentemente, a produção in vitro de embriões. Este estudo teve como objetivo avaliar o efeito do laser de baixa potência sobre a viabilidade espermática e averiguar o efeito desta estimulação na produção in vitro de embriões bovinos. Para isso, amostras comerciais de sêmen criopreservado foram descongeladas e submetidas à irradiação com laser He-NE. No experimento 1 foram testadas as potências de 0; 5; 7,5 e 10mW, por 5 ou 10 minutos de tratamento. As amostras de sêmen foram avaliadas imediatamente após a irradiação e após 30 minutos de incubação. Foram verificadas possíveis interações duplas (Potência*Duração do Tratamento, Potência*Tempo e Duração do Tratamento*Tempo) e tripla (Potência*Duração do Tratamento*Tempo). No experimento 2 foi avaliado o efeito da melhor combinação potência X duração dos tratamentos utilizados no Experimento 1, para irradiar o sêmen utilizado para a produção in vitro de embriões. O laser de baixa potência apresentou efeito sobre diversos atributos relacionados à viabilidade espermática. Este efeito foi dependente da potência e da duração do tratamento. Nas condições experimentais, a potência de 5mW com duração de 10 minutos de aplicação sugere efeitos positivos no aumento na viabilidade espermática. No entanto, o tratamento de espermatozóides nesta potência e duração do tratamento, não apresenta incremento nas taxas de produção nem na qualidade embrionária.Success of fertilization and the maintenance of subsequent embryo development rely on sperm attributes related to seminal quality. The in vitro production of bovine embryos is an essential tool for genetic gain in the herd. However, its commercial use directly depends on improvement of the production system at a low cost. Inexpensive techniques which provide an increase of seminal quality, allowing the increment of in vitro production of embryos are of great interest to cattle breeding. Low-power laser emits electromagnetic waves with biological effects. These effects are dependent of irradiation parameters and target cell type. Studies with seminal samples irradiated by low potency laser suggest its use to improve several sperm features and, therefore, in vitro production of embryos. This study aimed to evaluate the effect of low potency laser on sperm viability and fertilization ability of irradiated sperm. Briefly, in Experiment 1, samples of frozen/thawed commercial semen were subjected to He-NE laser irradiation. Laser potencies of 0, 5, 7.5 or 10mW were tested for 5 or 10 min of treatment. Samples were evaluated immediately and 30 min after irradiation. Double (Potency*Treatment length, Potency*Time and Treatment length*Time) and triple interactions (Potency*Treatment length*Time) were assessed. Afterwards, in Experiment 2, the effect of the best combination of potency and exposure length on in vitro production of embryos was verified. Low potency laser affected several semen attributes related to sperm viability. This effect was dependent on laser potency and the length of treatment. In the experimental conditions tested in this study, 5mW potency combined to 10 min of exposure had appeared to have positive effect of increasing sperm viability. However, 5mW potency laser for 10 min sperm irradiation did not improve in vitro embryo production rates and bovine embryo quality

Influence of bovine sperm DNA fragmentation and oxidative stress on early embryo in vitro development outcome

Sperm chromatin fragmentation may be caused by a number of factors, the most significant of which is reactive oxygen species. However, little is known about the effect of sperm oxidative stress (OS) on DNA integrity, fertilization, and embryonic development in cattle. Therefore, the goal of this study was to evaluate the influence of sperm OS susceptibility on the DNA fragmentation rate and in vitro embryo production (IVP) in a population of bulls. Groups of cryopreserved sperm samples were divided into four groups, based on their susceptibility to OS (G1, low OS; G2, average OS; G3, high OS; and G4, highest OS). Our results demonstrated that the sperm DNA integrity was compromised in response to increased OS susceptibility. Furthermore, semen samples with lower susceptibility to OS were also less susceptible to DNA damage (G1, 4.06%; G2, 6.09%; G3, 6.19%; and G4, 6.20%). in addition, embryo IVP provided evidence that the embryo cleavage rate decreased as the OS increased (G1, 70.18%; G2, 62.24%; G3, 55.85%; and G4, 50.93%), but no significant difference in the blastocyst rate or the number of blastomeres was observed among the groups. the groups with greater sensitivity to OS were also associated with a greater percentage of apoptotic cells (G1, 2.6%; G2, 2.76%; G3, 5.59%; and G4, 4.49%). in conclusion, we demonstrated that an increased susceptibility to OS compromises sperm DNA integrity and consequently reduces embryo quality.Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)Fed Univ ABC, Ctr Ciencias Nat & Humanas, BR-09210170 Santo Andre, SP, BrazilUniv São Paulo, Coll Vet Med, Dept Anim Reprod, BR-05508270 São Paulo, BrazilUniversidade Federal de São Paulo, Dept Biol Sci, BR-09972270 Diadema, SP, BrazilEmbrapa Suinos & Aves, EMBRAPA Swine & Poultry Res Ctr, BR-89700000 Concordia, SC, BrazilUniv São Paulo, Fac Med, Dept Patol, Lab Poluicao Atmosfer Expt LIM05, BR-01246903 São Paulo, BrazilUniversidade Federal de São Paulo, Dept Biol Sci, BR-09972270 Diadema, SP, BrazilFAPESP: 07/55294-8FAPESP: 07/58487-1Web of Scienc