Bases genéticas da prolificidade em ovinos

Em ovinos há mais de 12 diferentes mutações pontuais nos genes BMP15, GDF9 e ALK6 que afetam a taxa de ovulação descobertas. Em 2001, três laboratórios de forma independente identificaram uma mutação pontual (FecBB) no gene ALK6 em ovelhas portadoras da mutação Booroola. Esta mutação foi identificada em muitas raças, incluindo o Merino, javanês Thin-Tail, Garole, Hu e Han. Animais heterozigotos ou homozigotos para esta mutação têm taxas de ovulação que são 1 a 4 e 4 a 9 vezes maior, respectivamente, do que as ovelhas selvagens da mesma raça. Desde 1991, os estudos sobre os padrões herdados de taxa de ovulação em ovelhas revelaram pelo menos seis outros pontos de mutações em qualquer uma das pro-regiões ou região madura do gene BMP15, e pelo menos duas mutações pontuais na região madura do gene GDF9. Animais homozigotos para mutações para BMP15 têm vestígios de ovários e não ovulam enquanto que aqueles que são

heterozigotos, surpreendentemente, têm maior taxa ovulatória do que ovelhas selvagens (SCARAMUZZI et al., 2011).

O genótipo Booroola (FecB) foi identificado em ovelhas Merino na Austrália, no final da década de setenta, como sendo causado por um gene principal, com efeito aditivo sobre a taxa de ovulação e dominância sobre o tipo de parto. Recentemente este fenótipo foi associado a uma mutação de ponto no domínio da quinase do gene do receptor para proteínas morfogenéticas de osso 1 B (BMPR1B), causada por uma transição de adenina para guanina na posição 746, e uma glutamina por uma arginina na posição 249 (Q249R) da proteína mutante (SOUZA et al., 2003).

A comprovação da origem genética da prolificidade em ovinos através da identificação de mutações nos genes codificadores dos fatores parácrinos do crescimento folicular e ovulações, como as proteínas da família BMPs e seu receptor, possibilitaram o uso de marcadores genéticos de prolificidade (a exemplo do Booroola) como ferramenta de incrementar a prolificidade dos rebanhos. A eficiência da “introgressão” desse gene nos rebanhos ovinos e facilidade no manejo desta característica determinada pela disponibilidade de testes de DNA rápidos e eficazes permitem seu uso em rebanhos comerciais (SOUZA et al., 2003).

O FecB é um gene dominante com amplo efeito na taxa ovulatória. O efeito do FecB é aditivo para a ovulação, sendo que duas cópias de FecB aumentam o número de ovulações em cerca de 1,6 ou cada cópia aumenta o número de ovulações em 90%. Animais com uma cópia da mutação têm entre três e quatro ovulações, enquanto aqueles com duas cópias têm algo em torno de cinco a 14. Há também correlação entre a presença dessa mutação e uma reduzida taxa de atresia folicular (HOLANDA et al., 2006).

O gene Booroola (FecB) parece afetar efetivamente tanto a progesterona quanto o FSH, durante o ciclo estral e ao longo da prenhez, sugerindo que a BMP exerça um importante papel na regulação de ambos os hormônios. Em 2003 Campbell e colaboradores evidenciaram, em experimentos in vivo, que esse gene atua nas gônadas femininas aumentando a sensibilidade para os estímulos gonadotróficos. A mutação Booroola exerce ação principalmente no ovário, ao invés de alterar a secreção de gonadotrofina.

Desse modo, os receptores da BMP parecem envolvidos com a regulação parácrina da ação do FSH (HOLANDA et al., 2006).

Foram localizados dentro dos ovários de ruminantes ALK6 (gene que codifica o receptor da BMP15) e seu RNAm em oócitos a partir da fase primordial e nas células da granulosa na fase primária de crescimento e depois ao longo do desenvolvimento folicular. Folículos de mutantes homozigotas Booroola FecBB ovulam com diâmetros significativamente menores e com menor camada de células da granulosa sugerido em estudos in vitro por uma antecipação na capacidade de responder ao FSH (SCARAMUZZI et al., 2011).

Um critério de seleção que está sendo estudado é a presença do gene Boroola, que em alguns animais caracteriza ganho de peso, podendo influenciar diretamente a idade a puberdade, pois animais que contenham este gene apresentam maior facilidade de ganho de peso e desenvolvem suas atividades sexuais mais cedo (DELGADO et al, 2000).

Ovelhas que carreiam o gene Booroola têm maior número de ovulação, porque mobilizam maior número de folículos primordiais para a ovulação ou porque têm um menor número de atresia (HOLANDA et al., 2006).

Três linhagens de ovelhas prolíficas denominadas Inverdale, Hanna e Booroola, nas quais foi mapeada uma herança mutante na região do cromossomo X (Inverdae e Hanna, FecX) ou no cromossomo 6 (Booroola FecB). Nestes cromossomos foi identificado um ponto de mutação no gene da proteína morfogenética óssea (BMP) (HOLANDA et al., 2006).

As mutações FecX, FecXL e FecXB causam alterações nos aminoácidos das posições 31, 53 e 99, respectivamente, no gene BMP15 (BODIN et al., 2007).

Cinco diferentes alelos mutantes FecX levaram a aumento nas taxas de ovulação em ovelhas heterozigotas e esterilidade em homozigotas. Em particular, as ovelhas heterozigotas com os alelos FecXI (Inverdale), FecXH (Hanna), FecXB (Belclare), FecXG (Galway) ou FecXL (Lacaune) exibiram 1-2 ovulações adicionais em comparação com as não portadoras, enquanto que ovelhas homozigotas eram estéreis (BODIN et al., 2007).

Curiosamente, ovelhas portadoras das mutações FecXI e FecXB exibem o mesmo fenótipo que as portadoras de FecXG e FecXH, com a introdução de um códon de parada prematura em posições 239 e 291 da pró-proteína BMP15

o que prejudica a produção da substância biologicamente ativa BMP 15 (MARTINEZ-ROYO et al., 2008).

Da mesma forma o FecX L alelo (Lacaune) é incapaz de produzir um produto biologicamente ativo de BMP15. A partir destes dados verifica-se que estas mutações induzem a perda de função na atividade da BMP15 (BODIN et al., 2007).

O número de cordeiros nascidos por parto (prolificidade) é uma característica desejável, mas deve estar adequado as condições de criação. A prolificidade em ovinos é determinada principalmente pela taxa de ovulação (TO). Vários polimorfismos têm sido identificados em fatores de crescimento específicos do oócito como o fator de crescimento e diferenciação 9 (GDF9) e que resultam em aumento da TO e da prolificidade dos rebanhos. Através de triagem pelo fenótipo de parto triplo, foi identificado em ovelhas da raça Ile de France um novo alelo do gene GDF9 com uma mutação de ponto (C943T), resultando na mudança não conservativa de um aminoácido (Arg315Cys) no local de clivagem do peptídeo maduro (SOUZA et al., 2011).

O FecGEé um polimorfismo no gene GDF9 que aumenta a taxa de ovulação em homozigóticos, sem esterilidade, em ovelhas Santa Inês. Foi encontrado em animais com uma mutação que leva a uma substituição de uma fenilalanina por uma cisteína (F345C) no peptídeo da proteína codificada pelo gene GDF9 (SILVA et al., 2010).

O gene FecGE _{foi detectado em um estudo com 334 ovelhas, a partir de}

uma população com fêmeas Santa Inês com histórico de partos múltiplos de 2002 a 2008. Foram investigadas mutações nos genes BMP15 e GDF9. Subsequentemente, o éxon 2 dos genes GDF9 e BMP15 foram rastreados para polimorfismos pelo sequenciamento de DNA utilizando-se os seguintes iniciadores: GDF9 (5'-GGAGAAAAGGGACAGAAGC; 5'-CGACAGGTACA CTTAGT); e BMP15 (5'-GGCTGCTTGTCAGTTTGTAC; 5'-GAGCACTTTCA GATTTAA) (MELO et al., 2008).

A mudança estrutural da mutação FecGE pode reduzir a atividade do GDF9 e, conseqüentemente, alterar o controle da seleção dos folículos dominantes e ovulação. Portanto, estudos desta mutação recém descrita, a semelhança de outras já melhor conhecidas, pode contribuir com a melhoria da produção de ovinos por seus reflexos na prolificidade das ovelhas, bem como

permitir melhor compreensão do mecanismos de controle da ovulação e ovogênese em mamíferos (MELO et al., 2008).

Há evidências de que muitas outras linhagens de ovelhas prolíficas têm segregado estes genes principais. Essas linhagens incluem ovelhas Cambridge (FecC), Thoka (FecI), Javanês (FecJ), Olkuska, Belclare, Lacaune, Woodlands (FecX2) e Han da cauda curta (HOLANDA et al., 2006).