UNA MUTACIÓN EN EL GEN COQ9 Y SU ASOCIACIÓN CON DESEMPEÑO REPRODUCTIVO EN GANADO LECHERO HOLSTEIN

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UNA MUTACIÓN EN EL GEN COQ9 Y SU ASOCIACIÓN CON DESEMPEÑO REPRODUCTIVO EN GANADO LECHERO

Resumen

Una mutación del gen COQ9 (rs109301586, Pub Med) en el ganado Holstein se caracteriza por una sustitución de una adenina por una guanina. Esta sustitución genera un cambio en la conformación de la estructura terciaria de la proteína traducida por el gen. La coenzima Q9 es una molécula lipofílica precursora de la coenzima Q, componente indispensable en la cadena de transporte de electrones dentro de la mitocondria. El alelo A ha sido asociado con un mejor desempeño para el comportamiento reproductivo, particularmente para los rasgos de tasa de preñez, días abiertos y número de servicios. En el presente trabajo se diseñó y estandarizó la técnica de diagnóstico molecular por medio de PCR-RFLP para genotipificar los alelos A y G del gen COQ9 y se calcularon las frecuencias génicas en una población de ganado Holstein en un municipio del Estado de Jalisco. Se creó una base de datos con las variables reproductivas a evaluar: intervalo del parto al primer celo, días abiertos y número de servicios por concepción. El genotipo heterocigótico AG se asoció significativamente con un menor número de servicios por concepción (P<0.05) comparado con los individuos homocigóticos.

Introducción

La selección del ganado lechero y la alta especialización para la producción de leche han derivado en una disminución significativa en el desempeño reproductivo de los hatos lecheros (Veerkamp et al., 2003). Desde el año 1989, investigadores de la Universidad de Cornell daban cuenta de la asociación entre la creciente producción lechera y el constante decremento en la tasa de preñez, atribuyendo principalmente ésta reducción al balance energético negativo de la vaca en el postparto, situación que genera un ambiente similar al de la subnutrición y que inhibe la respuesta a las gonadotropinas para la liberación preovulatoria de la hormona luteinizante (Wathes et al., 2007).

En un estudio retrospectivo, evaluando los datos productivos y reproductivos durante un periodo de 10 años (1991- 2000) en la región del noreste de España, López-Gatius (2002) encontró que la producción lechera anual incrementó de 7,800 kg por vaca en 1991 a 10,200 kg en el año 2000, los análisis de regresión revelaron que por cada 1,000 kg de aumento en producción lechera, había un decremento de entre un 3.2% a un 6% en la tasa de preñez, de 4.4% a 7.6% en la ciclicidad y un incremento en la incidencia de ovarios inactivos de entre 4.6% a 8%.

Una situación similar fue reportada en una población de ganado en el Reino Unido (Royal et al., 2000), utilizando determinaciones de progesterona en leche, se compararon los parámetros reproductivos tomados en el periodo de 1975- 1982 con los del periodo 1995-1998. Se encontró que existía un decremento porcentual promedio de un punto por año en la tasa de preñez, incrementándose la proporción de perfiles hormonales atípicos.

Este decremento en el desempeño reproductivo se puede atribuir a que la selección genética ha sido principalmente orientada hacia rasgos de producción de leche, es por esto que es necesaria una herramienta para identificar mutaciones en los genes que tengan una relación directa con un mejor desempeño reproductivo (Beuzen et al., 2000).

El gen COQ9 produce la proteína coenzima Q9, esta participa en la vía de producción de la coenzima Q10 (COQ10), la cual es componente importante en el sistema de transporte de electrones de la mitocondria, éste sistema produce el adenosin trifosfato (ATP), biomolécula que proporciona energía a la célula para realizar sus funciones metabólicas. Se ha identificado una mutación que modifica la estructura terciaria de la proteína coenzima Q9 producida por el gen debido a un cambio conformacional en la estructura de diversas alfa- hélices. Esta mutación se asocia con menores tasas de respiración mitocondrial (Ortega et al., 2017).

Por lo anterior, los ovocitos tienen menor capacidad energética para realizar sus funciones metabólicas y son menos viables. Se ha demostrado en los mamíferos que la proteína coenzima Q9 interacciona con la proteína coenzima Q7 (COQ7) para dar origen al aceptor de electrones COQ10, deficiencias en cualquiera de estas moléculas interfieren con la producción normal de ATP en la mitocondria (García-Corzo et al., 2012). La función precisa de la COQ9 se desconoce aún, pero se sabe que forma parte de un complejo multienzimático encargado de realizar metilaciones, descarboxilaciones e hidroxilaciones hasta formar una molécula quinona funcional, por lo tanto, una deficiencia en alguna de éstas moléculas, como la COQ9, suprimirán la función de la COQ10 (Duncan et al., 2009). Ortega et al., (2017) señalan una relación entre el polimorfismo y tres parámetros de fertilidad en ganado lechero Holstein (tasa de preñez, servicios por concepción y días abiertos).

Si bien es cierto que se han identificado y relacionado diversos polimorfismos con algunos rasgos de fertilidad (Ortega et al., 2017; Hax et al., 2017; Homer et al., 2013; Khatib et al., 2008), hasta el momento no se han reportado estudios donde se muestreen individuos en la región del estado de Jalisco, por lo que éste estudio permitirá estimar la frecuencia alélica del gen COQ9 en una población lechera de ésta región.

La detección de estos polimorfismos por medio de PCR-RFLP (Reacción en Cadena de la Polimerasa- Fragmentos de Restricción de Longitud Polimórfica) y su asociación con rasgos reproductivos permitirá establecer una herramienta de selección asistida por marcadores moleculares al alcance de los productores, lo que se verá reflejado en una probable mejoría de la fertilidad global y aumentará las ganancias económicas derivadas de éste concepto, como lo pueden ser el incremento en la producción de leche del hato por una reducción del intervalo entre partos, una reducción en el número de vacas que se desechan por causas reproductivas y un menor gasto de alimentación para animales improductivos (Chebel y Ribeiro, 2016).

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