Diapositiva 1

5° CONGRESSO LATTIERO-CASEARIO
Bari, 9 settembre 2016
Interazione dieta-genoma per un latte di qualità
Effetto di due diete arricchite con acidi grassi polinsaturi (PUFA)
sul trascrittoma della ghiandola mammaria e sulla composizione
in acidi grassi del latte caprino
Bianca Castiglioni
IBBA – CNR, SS di Lodi
G. Battelli, L. Rapetti, S. Chessa, P. Cremonesi,
F. Turri, E. Capra, B. Lazzari
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Con l’ampliarsi delle conoscenze in ambito
nutrizionale e il maggior interesse da parte dei
consumatori, la ricerca in ambito agro-alimentare
si è orientata verso lo sviluppo di strategie
produttive che facciano sì che gli alimenti
contengano
più
componenti
che
siano
nutraceutici, con un effetto positivo sulla salute.
Questo avrebbe anche risvolti positivi per i produttori in
quanto i consumatori sarebbero disposti a riconoscere il valore
aggiunto della maggior “salubrità”.
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.
Alto contenuto di acidi saturi- > alto rapporto saturi/insaturi
Alto contenuto di colesterolo
Basso contenuto di omega-3
 Omega 3
Omega 6
 Omega 6/Omega 3*
 CLA
*Il valore ideale del rapporto ω-6/ω-3 dovrebbe essere inferiore e/o uguale a 4 per la
prevenzione dalle malattie cardiovascolari (EFSA, HAA)
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Le caratteristiche della composizione acidica del grasso del latte sono
molto complesse e condizionate da molti fattori, dietetici e non
Nei ruminanti l’alimentazione influenza
direttamente l’ecosistema ruminale….
… e poiché una parte del grasso del latte
deriva direttamente dai precursori nel
rumine… è possibile modificare la
composizione del grasso variando
l’alimentazione
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Modificare la composizione degli acidi grassi per via
alimentare
Rapporto foraggio/concentrato
Integrazione della dieta con fonti lipidiche
Pascolo
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Approcci al miglioramento della componente lipidica
del latte
Alimentazione
Genetica
L’effetto è subito
apprezzabile
L’effetto non è subito
apprezzabile
L’effetto cessa quando
viene a mancare la
causa
L’effetto è persistente
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SCOPO DEL LAVORO
caratterizzazione dell'interazione fra
alimentazione e genoma animale
Comprensione dei meccanismi attraverso i quali la
supplementazione lipidica nella razione - semi di
oleaginose (semi integrali di lino e canapa) interagisce con la modulazione dei geni lipogenici e
quali siano i possibili effetti di questa interazione sul
metabolismo lipidico nella mammella e sul profilo
acidico del latte di capra
Hemp seeds
Fax seeds
Queste informazioni potranno essere utili per la selezione animale in
funzione della produzione di latte con caratteristiche nutraceutiche
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Piano sperimentale
DIETE DIFFERENZIATE
Controllo (C)
Lino (F)
Canapa (H)
PARTI gruppo A
12 feb - 15 feb
PARTI gruppo B
7 apr
15 feb - 4 mar
feb
mar
apr
mag
T0A
T0B
28 mar
7 apr
lug
T1A
11 lug
Time point = T0
40 giorni di lattazione
(after-calving diet)
Controllo ( C )
giu
ago
T1B
24 lug
Time point = T1
140 ± 7 giorni di lattazione
Lino ( F )
Canapa ( H )
3 gruppi omogenei da un punto di vista genetico e produttivo
sett
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Composizione delle diete sperimentali
Profilo Acidico di Lino e Canapa
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Produzione e composizione del latte in funzione delle diverse diete
sperimentali
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Le diete cambiano gli Acidi Grassi del Latte
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 Il metabolismo dei lipidi nella mammella è
controllato a livello del trascrittoma
 A tale scopo sono stati studiati i cambiamenti a livello
del trascrittoma mammario in seguito alla
somministrazione delle diete arricchite mediante
RNA-seq
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Flow chart sperimentale
RNA-seq Flow chart
Prelievo di latte 2 h
dopo la mungitura
del mattino
Mapped reads (n)
14.951,867- 34.867,432
% mapped reads 88.93%
mRNA transcripts
12.436 uniquely mapped reads
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Risultati RNA-Seq: t1 vs t0
*DEGs: Differentially expressed genes
DIETA CONTROLLO
DEG
Gene Netwok
P-value ≤ 0.05
Fold Change > 1.5
FDR = 0.05
-
-
DIETA CANAPA
DEG
Gene Netwok
P-value ≤ 0.001
Fold Change > 1.5
FDR = 0.05
677
25
DIETA LINO
DEG
Gene Netwok
P-value ≤ 0.001
Fold Change > 1.5
FDR = 0.05
218
25
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Risultati RNA-Seq al t1
*DEGs: Differentially expressed genes
DIETA CANAPA
P-value ≤ 0.001
Fold Change > 1.5
FDR = 0.05
DIETA LINO
P-value ≤ 0.001
Fold Change > 1.5
FDR = 0.05
DEG
Gene
Netwok
297
25
DEG
Gene Netwok
279
25
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Gene function and pathway analysis
Dieta Canapa t1 vs t0
Dieta Lino t1 vs t0
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Dieta Lino vs Dieta Controllo a t1
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PPAR
(peroxisome-proliferator
activated receptor) signaling
I recettori PPAR sono regolatori
dell'espressione
genica
e
svolgono un ruolo chiave nel
metabolismo del glucosio e dei
lipidi
Emerging data underscore the role of PPARs as a
core regulator of metabolic genes in livestock
(Lipid Regulation of Gene Expression in
Ruminants, Hosseini and Loor, 2014)
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PPAR activation pathway and transcriptional regulation of target genes
After ligand binding, PPARs form
heterodimers with RXR (retinoid
X receptor) in the nucleus. The
PPAR/RXR heterodimers interact
with transcriptional coactivators
(CoActs) and bind to sequence
specific PPRE located in the
target genes that control glucose
and insulin homeostasis, lipid
metabolism, inflammation, and
cellular differentiation.
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PPAR Signaling
Dieta Canapa: t1 vs t0
P-value ≤ 0.001
Dieta Canapa vs Dieta Controllo: t1
P-value ≤ 0.001
green: down-regulated
red: up-regulated
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Dieta Canapa
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PPAR Signaling
Dieta Lino: t1 vs t0
P-value ≤ 0.001
Dieta Lino vs Controllo: t1
P-value ≤ 0.001
green: down-regulated
red: up-regulated
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Risultati
• Lista dei geni differenzialmente espressi in risposta a diversi
regimi alimentari
• Caratterizzazione dei pathway metabolici
• Definizione di una lista di nuovi geni coinvolti nel metabolismo
lipidico
• Migliore comprensione su come l'alimentazione interagisca con
la modulazione dei geni lipogenici e quali siano i possibili
effetti di questa interazione sul metabolismo lipidico nella
mammella e sul profilo acidico del latte
• In tal modo saranno forniti strumenti utili per la produzione di
latte a maggiore valore nutraceutico e salutistico
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Ringraziamenti
Istituto di Scienze delle Produzioni Alimentari
DISAA – Dipartimento di Scienze Agrarie e
Ambientali – Produzione, Territorio,
Agroenergia, Università degli Studi di
Milano
Istituto di Biologia e Biotecnologia Agraria
Giovanna Battelli
Stefania Chessa
Paola Cremonesi
Emanuele Capra
Federica Turri
Barbara Lazzari
Stefania Colombini
Luca Rapetti
Christian Mallo
Antonio Monni
Il nostro progresso non consiste nel presumere di essere arrivati, ma nel tendere continuamente alla meta