Avançando o bem-estar e a sustentabilidade na pecuária: descobrindo mutações causativas para edição gênica visando melhorar a tolerância ao calor - Flórez Murillo, Julio Mateo [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024)
Com os crescentes desafios impostos pelas mudanças climáticas, a tolerância ao calor tornou-se uma característica crítica para a pecuária sustentável. Mutações truncantes no gene do receptor de prolactina (PRLR), conhecidas como alelos SLICK, causam o fenótipo de pelagem curta (“slick”) e aumentam a eficiência termorregulatória em raças taurinas. No entanto, alguns animais Bos taurus que exibem esse fenótipo não são portadores de nenhuma das variantes SLICK previamente relatadas, sugerindo que o espectro completo das mutações responsáveis por essa característica adaptativa permanecia desconhecido. Esta tese investiga as bases genéticas da adaptação ao calor em bovinos, com foco em PRLR. Para isso, foi realizada a genotipagem por sequenciamento de mais de 318 animais de 14 raças Criollas e influenciadas por Criollos, distribuídas em cinco países. Esta pesquisa identificou três novas mutações “nonsense”—SLICK4, SLICK5 e SLICK6—em PRLR de raças Bos taurus dos trópicos da América Latina e avaliou a frequência desses alelos. Essa análise fornece evidências da presença de variantes SLICK em raças até então não reportadas como portadoras e reforça sua contribuição para a tolerância ao calor em diversas raças taurinas adaptadas ao ambiente tropical. Esses achados expandem o catálogo das variantes SLICK conhecidas e reforçam o papel das mutações truncantes em PRLR na promoção de uma capacidade termorregulatória superior. Além disso, esta pesquisa destaca limitações significativas nos chips de SNP atualmente disponíveis, que não conseguem detectar certos alelos SLICK, representando desafios para a seleção precisa em programas de melhoramento genético. Da mesma forma, esses resultados fortalecem a base científica para futuras aplicações, em escala industrial, da edição gênica para introduzir alelos SLICK em raças bovinas altamente produtivas, porém sensíveis ao calor. Ao descobrir e avaliar essas mutações causais, este trabalho tem implicações diretas para estratégias de seleção convencional e de melhoramento genético de precisão, apoiando o desenvolvimento de bovinos geneticamente adaptados com maior resiliência, melhor bem-estar animal e produtividade sustentável, particularmente em regiões tropicais e subtropicais.

With the escalating challenges posed by climate change, heat tolerance has become a critical trait for sustainable cattle farming. Truncating mutations in the prolactin receptor (PRLR) gene, known as SLICK alleles, cause the slick coat phenotype and enhance thermoregulatory efficiency in taurine breeds. However, some Bos taurus animals exhibiting the slick phenotype do not carry any of the previously reported SLICK variants, suggesting that the full spectrum of mutations underlying this adaptive trait remained undiscovered. This thesis investigates the genetic underpinnings of bovine heat adaptation, focusing on PRLR. To achieve this, genotyping by sequencing was performed on over 318 animals from 14 Criollo and Criollo-influenced breeds across five countries. This research identified three novel nonsense mutations—SLICK4, SLICK5, and SLICK6—in PRLR from Bos taurus breeds of the Latin American tropics and assessed their allele frequency. This analysis provides evidence of SLICK variants in breeds previously unreported to carry them and supports their contribution to heat tolerance across several heat-adapted taurine breeds. These findings expand the catalog of known SLICK alleles and reinforce the role of PRLR truncating mutations in conferring superior thermoregulatory ability. Furthermore, this research highlights significant limitations in current SNP chips, which fail to detect certain SLICK alleles, posing challenges for accurate selection in breeding programs. Likewise, these results strengthen the scientific basis for the future industryscale application of gene editing to introduce SLICK alleles into highly productive yet heat-sensitive cattle breeds. By discovering and assessing these causative mutations, this research has direct implications for both selective and precision breeding strategies, supporting the development of genetically adapted cattle with enhanced resilience, improved animal welfare, and sustainable productivity, particularly in tropical and subtropical environments.
Advancing cattle welfare and sustainability: discovering causative mutations for gene editing to enhance heat tolerance
Keywords: Animais Melhoramento genético; Animais Adaptação; Bovinos Raças; Mudanças climáticas; Mutação (Biologia)