29 Jan 2021

Produção de um catálogo de genes da microbiota ruminal bovina: diversidade surpreende apesar da forte especialização em degradação vegetal

Um catálogo de genes procarióticos presentes no rúmen bovino foi desenvolvido. Ele ajudou a decifrar as potenciais funções da microbiota como um todo, em particular sua capacidade de decompor carboidratos estruturais em forragens.

Um catálogo de genes procarióticos presentes no rúmen bovino foi desenvolvido. Ele ajudou a decifrar as potenciais funções da microbiota como um todo, em particular sua capacidade de decompor carboidratos estruturais em forragens.

 
Os microrganismos que colonizam o trato digestivo, ou microbiota, são de extrema importância para o hospedeiro. A microbiota influencia o metabolismo, protege contra patógenos e toxinas alimentares, estimula o sistema imunológico, promove o desenvolvimento dos tecidos do corpo e desempenha um papel nutricional fundamental.
Em ruminantes, a microbiota presente no rúmen permite que alimentos que não são digeríveis por humanos ou outros animais de fazenda (por terem baixa digestibilidade), seja convertida em alimentos de alto valor nutricional, como leite e carne.

Em um estudo realizado na França por Li et al. (2020), foi desenvolvido  um catálogo de genes procarióticos (bactérias e arqueas metanogênicas) presentes no rúmen bovino. Foi utilizada uma abordagem metagenômica pelo sequenciamento simultâneo em larga escala dos genes das espécies microbianas presentes.
Este sequenciamento identificou 13.825.880 genes procarióticos diferentes. Esses dados permitem aumentar o número de genes conhecidos dos microrganismos presentes no rúmen. Em comparação com os catálogos de metagenomas do intestino humano, suínos ou camundongos, o rúmen é notavelmente mais diverso e rico em funções e espécies microbianas associadas à degradação do material da parede celular vegetal e à produção de metano. Este catálogo também enriquece todos os dados disponíveis sobre as enzimas que decompõem os carboidratos no rúmen.
Usando um conjunto de dados independente de um grupo de 77 bovinos alimentados com 4 dietas comumente utilizadas, Li et al. (2020) descobriram que menos de 0,1% dos genes eram compartilhados por todos os animais.
A dieta não afeta a presença ou ausência de genes, mas induz a diferenciação na quantidade relativa de genes, o que explica a grande capacidade dos bovinos de se adaptarem rapidamente às mudanças na dieta.
O catálogo produzido a partir deste trabalho constitui um importante recurso que permite uma melhor compreensão dos processos biológicos que levam à degradação dos alimentos celulósicos. Este catálogo será concluído conforme novos dados forem disponibilizados.
 

Por: INRAE (Instituto Nacional de Pesquisa Agrícola Alimentar e Ambiental)

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Referência: Li, J.H.; Zhong, H.Z.; Ramayo-Caldas, Y.; Terrapon, N.; Lombard, V.; Potocki-Veronese, G.; Estelle, J.; Popova, M.; Yang, Z.Y.; Zhang, H.; Li, F.; Tang, S.M.; Yang, F.M.; Chen, W.N.; Chen, B.; Li, J.Y.; Guo, J.; Martin, C.; Maguin, E.; Xu, X.; Yang, H.M.; Wang, J.; Madsen, L.; Kristiansen, K.; Henrissat, B.; Ehrlich, S.D.; Morgavi, D.P., 2020. A catalog of microbial genes from the bovine rumen unveils a specialized and diverse biomass-degrading environment. Gigascience, 9 (6) : 15 http://dx.doi.org/10.1093/gigascience/giaa057
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