PESQUISA VETERINÁRIA BRASILEIRA

Abstract in English:

Somatic Cell Nuclear Transfer (SCNT-Cloning) is a promising technique in many areas and is based on genetically identical individuals. However, its efficiency is low. Studies suggest that the leading cause is inadequate epigenetic reprogramming. This study aimed to characterize the methylation pattern of the exon 10 regions of the IGF2 gene and the Imprinting Control Region (ICR) of the H19 gene in the placenta of cloned calves. For this study, female and male cloned calves presenting different phenotypes were used. Genomic DNA from these animals’ placenta was isolated, then treated with sodium bisulfite and amplified to the ICR/H19 and IGF2 loci. PCR products were cloned into competent bacteria and finally sequenced. A significant difference was found between controls and clones with healthy phenotypes for the ICR/H19 region. In this region, controls showed a hemimethylated pattern, as predicted in the literature due to this region has an imprinted control, while clones were showed less methylated. For the IGF2, no significant differences were found between controls and clones. These results suggest that different genomic regions in the genome may be independently reprogrammed and that failures in reprogramming the DNA methylation patterns of imprinted genes may be one of the causes of the low efficiency of SCNT.

• Epigenetic H19 IGF2 locus placenta calf cloning imprinting bovine

Abstract in Portuguese:

A Transferência Nuclear de Células Somáticas (TNCS-Clonagem) é uma técnica promissora em várias áreas, e se baseia na produção de indivíduos geneticamente idênticos. No entanto, sua eficiência é baixa. Estudos sugerem que a principal causa seja uma reprogramação epigenética inadequada. O objetivo desse trabalho é caracterizar o padrão de metilação da região éxon 10 do gene IGF2 e da Região Controladora de Imprinting (ICR) do gene H19 na placenta de bezerros clonados. Para a execução do trabalho foram selecionados clones bovinos fêmeas e machos, apresentando diferentes fenótipos. O DNA da placenta desses animais foi extraído, e em seguida foi tratado com bissulfito de sódio e amplificado para os loci ICR/H19 e IGF2. Os produtos da PCR foram clonados em bactérias competentes e, por fim, sequenciados. Foi encontrada uma diferença significativa entre os controles e os clones com fenótipos saudáveis para a região da ICR/H19. Nesta região, os controles tiveram um padrão hemimetilado, como previsto pela literatura, devido essa região ser imprinted. Enquanto os clones encontravam-se menos metilados. Para a região do éxon 10 do IGF2, não foi encontrada diferença significativa entre controles e clones. Estes resultados sugerem que as diferentes regiões do genoma podem se reprogramar independente umas das outras e que falhas na reprogramação do padrão de metilação do DNA de genes imprinted podem ser uma das causas da baixa eficiência da TNCS.

• Epigenética locus H19 IGF2 placenta bezerros clonagem imprinting bovino

Abstract in English:

ABSTRACT.- Mendonça A.S., Braga T.F., Melo E.O., Dode M.A.N. & Franco M.M. 2018. Distribution of 5-methylcytosine and 5-hydroxymethylcytosine in bovine fetal tissue of the placenta. [Distribuição de 5-metilcitosina e 5-hidroximetilcitosina em placenta fetal bovina.] Pesquisa Veterinária Brasileira 38(10):2012-2018. Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia, Parque Estação Biológica, Avenida W5 Norte (final), Cx. Postal 02372, Asa Norte, Brasília, DF 70770-917, Brazil. E-mail: mauricio.franco@embrapa.br 5-methylcytosine (5-mC) and 5-hydroxymethylcytosine (5-hmC) are modified cytosines found in mammals that are involved in the regulation of gene expression. The aim of this study was to characterize the global patterns of 5-mC and 5-hmC of the fetal placenta of Nellore cattle as well as blood and sperm as controls. 5-mC and 5-hmC levels were determined using MethylFlash Methylated/Hydroxymethylated DNA Quantification Kit, respectively. Placenta tissues showed lower levels of 5-mC and 5-hmC compared to sperm. The male cotyledon showed higher levels of 5-hmC than the female. For the first time, the levels of 5-mC and 5-hmC in Bos taurus indicus were characterized, which may contribute to our understanding of the mechanisms of epigenetic regulation in the placenta. The presence of 5-hmC in somatic tissues suggest that 5-hmC has its own biological function and it is not only a byproduct from the oxidation of 5-mC. These results may be of interest in ARTs, especially in cloning in the diagnosis/prognosis of aberrant placentation and the viability of pregnancies.

• Methylation hydroxymethylation fetal tissue placenta epigenetics cattle physiology Metilcitosina hidroximetilcitosina placenta feto bovinos fisiologia

Abstract in Portuguese:

RESUMO.- Mendonça A.S., Braga T.F., Melo E.O., Dode M.A.N. & Franco M.M. 2018. Distribution of 5-methylcytosine and 5-hydroxymethylcytosine in bovine fetal tissue of the placenta. [Distribuição de 5-metilcitosina e 5-hidroximetilcitosina em placenta fetal bovina.] Pesquisa Veterinária Brasileira 38(10):2012-2018. Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia, Parque Estação Biológica, Avenida W5 Norte (final), Cx. Postal 02372, Asa Norte, Brasília, DF 70770-917, Brazil. E-mail: mauricio.franco@embrapa.br 5-metilcitosina (5-mC) e 5-hidroximetilcitosina (5-hmC) são citosinas modificadas encontradas nos mamíferos que estão envolvidas com a regulação da expressão gênica. O objetivo do presente estudo foi caracterizar os padrões globais de 5-mC e 5-hmC em placenta fetal de animais da raça Nelore, assim como em sangue e espermatozoides, usados como controles. Os níveis de 5-mC e 5-hmC foram determinados usando os kits MethylFlash Methylated/Hydroxymethylated DNA Quantification, respectivamente. Tecidos placentários apresentaram menores níveis de 5-mC e 5-hmC quando comparados com espermatozoides. Cotilédones de machos apresentaram maiores níveis de 5-hmC do que os de fêmeas. Os níveis de 5-mC e 5-hmC em animais Bos taurus indicus foram caracterizados pela primeira vez, o que pode contribuir para o nosso conhecimento sobre a regulação dos mecanimos epigenéticos na placenta. A presença de 5-hmC em tecidos somáticos sugerem que essa base pode ter sua própria função biológica, sendo não somente um sub-produto da oxidação da 5-mC. Esses resultados podem ser de interesse nas Tecnologias de Reprodução Assistida, especialmente na clonagem, no diagnóstico/prognóstico de placentação aberrante e viabilidade da progênie.