Biochemical typing of pathological prion protein in aging cattle with BSE

BACKGROUND: The broad enforcement of active surveillance for bovine spongiform encephalopathy (BSE) in 2000 led to the discovery of previously unnoticed, atypical BSE phenotypes in aged cattle that differed from classical BSE (C-type) in biochemical properties of the pathological prion protein. Depending on the molecular mass and the degree of glycosylation of its proteinase K resistant core fragment (PrPres), mainly determined in samples derived from the medulla oblongata, these atypical cases are currently classified into low (L)-type or high (H)-type BSE. In the present study we address the question to what extent such atypical BSE cases are part of the BSE epidemic in Switzerland. RESULTS: To this end we analyzed the biochemical PrPres type by Western blot in a total of 33 BSE cases in cattle with a minimum age of eight years, targeting up to ten different brain regions. Our work confirmed H-type BSE in a zebu but classified all other cases as C-type BSE; indicating a very low incidence of H- and L-type BSE in Switzerland. It was documented for the first time that the biochemical PrPres type was consistent across different brain regions of aging animals with C-type and H-type BSE, i.e. independent of the neuroanatomical structure investigated. CONCLUSION: Taken together this study provides further characteristics of the BSE epidemic in Switzerland and generates new baseline data for the definition of C- and H-type BSE phenotypes, thereby underpinning the notion that they indeed represent distinct prion disease entities.

Análise genética da produção in vitro de embriões em bovinos Guzerá

O objetivo dessa pesquisa foi avaliar aspectos genéticos que relacionados à produção in vitro de embriões na raça Guzerá. O primeiro estudo focou na estimação de (co) variâncias genéticas e fenotípicas em características relacionadas a produção de embriões e na detecção de possível associação com a idade ao primeiro parto (AFC). Foi detectada baixa e média herdabilidade para características relacionadas à produção de oócitos e embriões. Houve fraca associação genética entre características ligadas a reprodução artificial e a idade ao primeiro parto. O segundo estudo avaliou tendências genéticas e de endogamia em uma população Guzerá no Brasil. Doadoras e embriões produzidos in vitro foram considerados como duas subpopulações de forma a realizar comparações acerca das diferenças de variação anual genética e do coeficiente de endogamia. A tendência anual do coeficiente de endogamia (F) foi superior para a população geral, sendo detectado efeito quadrático. No entanto, a média de F para a sub- população de embriões foi maior do que na população geral e das doadoras. Foi observado ganho genético anual superior para a idade ao primeiro parto e para a produção de leite (305 dias) entre embriões produzidos in vitro do que entre doadoras ou entre a população geral. O terceiro estudo examinou os efeitos do coeficiente de endogamia da doadora, do reprodutor (usado na fertilização in vitro) e dos embriões sobre resultados de produção in vitro de embriões na raça Guzerá. Foi detectado efeito da endogamia da doadora e dos embriões sobre as características estudadas. O quarto (e último) estudo foi elaborado para comparar a adequação de modelos mistos lineares e generalizados sob método de Máxima Verossimilhança Restrita (REML) e sua adequação a variáveis discretas. Quatro modelos hierárquicos assumindo diferentes distribuições para dados de contagem encontrados no banco. Inferência foi realizada com base em diagnósticos de resíduo e comparação de razões entre componentes de variância para os modelos em cada variável. Modelos Poisson superaram tanto o modelo linear (com e sem transformação da variável) quanto binomial negativo à qualidade do ajuste e capacidade preditiva, apesar de claras diferenças observadas na distribuição das variáveis. Entre os modelos testados, a pior qualidade de ajuste foi obtida para o modelo linear mediante transformação logarítmica (Log10 X +1) da variável resposta.

Impacto do pH final na maciez do músculo Longissimus lumborum de animais zebuínos: mudanças estruturais de proteínas da carne crua e cozida durante a maturação

O objetivo do presente trabalho foi determinar a força de cisalhamento Warner-Bratzler do músculo Longissimus lumborum de animais zebuínos machos inteiros (Bos indicus) durante o período de maturação, nas faixas de pH final (pHf 48 horas post mortem) normal (pH entre 5,5 e 5,8) e anormal (pH entre 5,81 e 6,19) e temperaturas internas de cozimento. Concomitante com a avaliação de força de cisalhamento, foram avaliadas também a degradação da desmina e troponina T, o comprimento do sarcômero, o teor de colágeno total e solúvel, as temperaturas máximas de desnaturação das proteínas e a morfologia geral de agregação das fibras do músculo no cozimento. A degradação da desmina e troponina T foi maior no pHf normal, aparecendo produtos de degradação a partir do dia 7 nessa faixa de pHf. Não houve diferenças nos valores de comprimento do sarcômero, descartando-se assim, a contribuição desse parâmetro sobre a temperatura máxima de desnaturação (Tmáx) das proteínas, determinada utilizando calorímetro exploratório diferencial (DSC). Similarmente, não foram encontradas diferenças para os teores de colágeno total e solúvel, e os valores de colágeno total foram baixos, sugerindo que sua contribuição na segunda transição térmica e nos valores de força de cisalhamento foi mínima. As Tmáx1 e Tmáx2, correspondentes à desnaturação da meromiosina leve e pesada, respectivamente, foram menores no pHf normal, mas o efeito foi maior para a Tmáx2. A Tmáx3 da actina e titina aumentou até 14 dias post mortem na faixa de pHf normal, e posteriormente diminuiu significativamente após 21 dias, sugerindo possível degradação dessas proteínas nesse período de dias. Não foram encontradas diferenças nos valores de Tmáx no pHf anormal, em todos os dias post mortem, o que sugere a contribuição de um possível mecanismo de proteção que estabiliza as miofibrilas no aquecimento. Houve maior agregação das fibras do músculo no pHf normal nas temperaturas internas de cozimento de 65 e 80°C, provavelmente devido à maior desnaturação térmica das miofibrilas. Os valores de força de cisalhamento foram maiores com o aumento da temperatura interna de cozimento, devido ao aumento da desnaturação térmica das miofibrilas do músculo. Independente da temperatura interna de cozimento, os valores de força de cisalhamento foram altos em quase todos os dias post mortem para ambas as faixas de pHf, o que sugere a necessidade de utilizar métodos físicos ou químicos para aumentar a maciez do músculo Longissimus lumborum de animais zebuínos.

Short-term impact of soybean management on ammonia oxidizers in a Brazilian savanna under restoration as revealed by coupling different techniques

Acknowledgments The authors are very grateful to Mr. Fabiano Bielefeld Nardotto, owner of the Tabapuã dos Pireneus farm, for allowing our free movement around the farm and collection of soil samples, as well as providing information about soybean cultivation. The authors also thank Dr. Plínio de Camargo, who performed the isotopic analysis in the CENA laboratory at the University of São Paulo (USP). This work was supported by grants from the National Council of Technological and Scientific Development (CNPq), Brazilian Federal Agency for Support and Evaluation of Graduate Education (CAPES), and Foundation for Research Support of Distrito Federal (FAP-DF).

Inter-Species Microbial Sharing in Rural Madagascar: A Study of Environmental Influences on the Skin Microbiome

The skin is home to trillions of microbes, many of which are recently implicated in immune system regulation and various health conditions (33). The skin is continuously exposed to the outside environment, inviting microbial transfer between human skin and the people, animals, and surfaces with which an individual comes into contact. Thus, the aim of this study is to assess how different environmental exposures influence skin microbe communities, as this can strengthen our understanding of how microbial variation relates to health outcomes. This study investigated the skin microbial communities of humans and domesticated cattle living in rural Madagascar. The V3 region of the 16S rRNA gene was sequenced from samples of zebu (the domesticated cattle of Madagascar), zebu owners, and non-zebu owners. Overall, human armpits were the least diverse sample site, while ankles were the most diverse. The diversity of zebu samples was significantly different from armpits, irrespective of zebu ownership (one-way ANOVA and Tukey’s HSD, p<0.05). However, zebu owner samples (from the armpit, ankle forearm, and hand) were more similar to other zebu owner samples than they were to zebu, yet no more similar to other zebu owner samples than they were to non-zebu owner samples (unweighted UniFrac distances, p<0.05). These data suggest a lack of a microbial signature shared by zebu owners and zebu, though further taxonomic analysis is required to explain the role of additional environmental variables in dictating the microbial communities of various samples sites. Understanding the magnitude and directionality of microbial sharing has implications for a breadth of microbe-related health outcomes, with the potential to explain mosquito host preference and mitigate the threats of vector-borne diseases.

Influências genéticas nas características da carcaça e carne em bovinos

Tese de Doutoramento em Ciências Veterinárias - Especialidade de Produção Animal

Ruminal methane emission by dairy cattle in southeast Brazil.

ABSTRACT: Ruminal gases, particularly methane, generated during the fermentative process in rumen, represent a partial loss of feed energy and are also pointed to as an important factors in greenhouse effect. This study aimed at quantifying methane (CH 4) emission rates from lactating and dry cows and heifers, 24 month-old in average, on pasture under Southeast Brazil tropical conditions, using the tracer gas technique, sulphur hexafluoride (SF 6), four animals per category, distributed in four blocks. Measurements were performed in February and June, 2002, with Holstein and Brazilian Dairy Crossbred (Holstein ¾ x Gir (Zebu) ¼), maintained on fertilized Tanzania-grass (Panicum maximum Jacq. cv. Tanzania) and fertilized Brachiaria-grass (Brachiaria decumbens cv. Basilisk) pastures. Heifers of both breeds were maintained on unfertilized Brachiaria-grass to simulate conditions of extensive cattle farming systems. CH 4 and SF 6 levels were measured with gas chromatography. Differences in CH4 emissions were measured (p < 0.05) for genetical groups. Holstein produced more methane (299.3g day?1) than the Crossbred (264.2 g day?1). Lactating cows produced more methane (353.8 g day?1) than dry cows (268.8 g day?1) and heifers (222.6 g day?1). Holstein, with greater milk production potential, produced less CH4 (p < 0.05) per unit of dry matter intake (19.1 g kg?1) than the Crossbred (22.0 g kg?1). Methane emission by heifers grazing fertilized pasture (intensive system) was 222.6 g day?1, greater (p < 0.05) than that of heifers on unfertilized pasture (179.2 g day?1). Methane emission varied as function of animal category and management intensity of production system.

Estudo do nível de infecção por Babesia bovis e Babesia bigemina em bovinos da raça canchim naturalmente infestados com o carrapato Rhipicephalus (Boophilus) microplus.

Entre as principais causas de perdas produtivas em bovinos criados nos trópicos está a infestação pelo carrapato Rhipicephalus (Boophilus) microplus e, consequentemente, dos hemoparasitas transmitidos por ele. A resistência dos zebuínos e de animais cruzados com raças taurinas à infestação por esse ácaro é amplamente conhecida. Entretanto, no que se refere à suscetibilidade às babesioses bovinas, existem evidências de que o grupo genético também pode interferir na resistência, seguindo o mesmo padrão observado para o carrapato vetor, com os taurinos apresentando maior sensibilidade. Assim, este estudo teve por objetivo avaliar a parasitemia por Babesia bovis e Babesia bigemina em 50 novilhas da raça Canchim ( Charolês + Zebu) naturalmente infestadas pelo R. (B.) microplus nas quatro estações do ano durante 24 meses, além de caracterizar o perfil de citocinas que podem estar associados ao fenótipo de resistência e suscetibilidade aos hemoparasitas do gênero Babesia spp. Foram realizadas contagens de fêmeas adultas de carrapatos com tamanho igual ou superior a 4,5 mm de diâmetro, presentes no lado esquerdo de cada bovino. As amostras de DNA extraídas foram submetidas à amplificação por meio da Reação em Cadeia da Polimerase Quantitativa em Tempo Real (qPCR), utilizando iniciadores que flanqueiam fragmentos dos genes mitocondriais do citocromo b (mt-cyt B), específicos para B. bovis e B. bigemina. O RNA extraído do sangue, foi usado para sintetizar o DNA complementar (cDNA) para análise de expressão dos genes do IFN- , TNF- , IL-10 e IL-12B por meio da quantificação relativa (RTqPCR). Foram observadas diferenças significativas (P<0,05) entre os meses das avaliações para a contagem de carrapatos. Entretanto, não houve efeito significativo (P>0,05) nas colheitas realizadas entre novembro de 2013 a janeiro de 2014 e entre os meses janeiro e fevereiro de 2015. A frequência da parasitemia no rebanho foi de 98%. Dentre as amostras de DNA que puderam ser quantificadas pela qPCR, 98% e 95,4% foram positivas para B. bovis e B. bigemina, respectivamente. Com relação ao número de cópias (NC) dos fragmentos dos genes mt-cyt B específicos para B. bovis e B. bigemina foram observados efeitos significativos (P<0,05) para ambas as espécies e interação das mesmas com as colheitas realizadas nas diferentes estações do ano. A análise do nível de expressão de mRNA do IFN- , TNF- e IL-12B revelou que houve um efeito siginificativo (P<0,05) da interação entre animais dos extremos de resistência/suscetibilidade e estações do ano, exceto para IL-10. Conclui-se que, a qPCR apresenta alta sensibilidade e especificidade para o diagnóstico das babesioses bovinas em amostras de sangue e que a oscilação na carga parasitária nas diferentes estações do ano pode estar associada com o perfil de expressão de citocinas apresentada.

Estudo sobre a migração transuterina e a razão sexual de conceptos em bovinos da raça Nelore (Bos taurus indicus)

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinária, 2016.

The impact and control of malignant catarrhal fever in Tanzania

Malignant Catarrhal Fever (MCF), an often-lethal infectious disease, presents as a variable complex of lesions in susceptible ungulate species. The disease is caused by a -herpesvirus following transmission from an inapparent carrier host. Two major epidemiological forms exist: wildebeest-associated MCF (WA-MCF), in which the virus is transmitted to susceptible species by wildebeest calves less than approximately four months of age, and sheepassociated MCF (SA-MCF) in which the virus is spread by sheep (primarily adolescents). Due to the lack of an in-vitro propagation system for the causative agent of the more economically significant SA-MCF, and with the expectation that cross-protective immunity may be provided, vaccine development has focused on the more easily propagated alcelaphine herpesvirus-1 (AlHV-1) that causes WA-MCF. In 2008 a direct viral challenge trial showed that a novel vaccine, employing an attenuated AlHV-1 (atAlHV-1) `C5000 virus strain, protected British Friesian-Holstein (FH) cattle against an intranasal challenge with virulent AlHV-1 `C5000 virus. For cattle keeping people living near wildebeest calving areas in sub-Saharan Africa an effective vaccine would have value as it would release them from the costly annual disease avoidance strategy of having to move their herds away from the oncoming wildebeest. On the other hand, an effective vaccine will release herd owners from the need to avoid MCF, allowing them to graze their cattle alongside wildebeest on the highly nutritious pastures of the calving areas. As such conservationists have raised concerns that the development of a vaccine might lead to detrimental grazing competition. The principle objective of this study was to test the novel vaccine on Tanzanian shorthorn zebu cross cattle (SZC).We did this firstly using a natural challenge field trial (Chapter Two) which demonstrated that immunisation with the atAlHV-1 vaccine was well tolerated and induced an oro-nasopharyngeal AlHV-1-specific and -neutralising antibody response. This resulted in an immunity in SZC cattle that was partially protective and reduced naturally transmitted infection by 56%. We also demonstrated that non-fatal infections occurred with a much higher frequency than previously thought. Because the calculated efficacy of the vaccine was less than that seen in British FH cattle we wanted to determine whether host factors, particular to SZC cattle, had impacted the outcomes of the field trial. To do this we repeated the 2008 direct viral challenge trial using SZC cattle (Chapter Four). During this trial we also investigated whether the recombinant bacterial flagellin monomer (FliC), when used as an adjuvant, might improve the vaccine’s efficacy. The findings from this trial indicated that direct challenge with pathogenic AlHV-1 is effective at inducing MCF in SZC cattle and that FliC is not an appropriate adjuvant for this vaccine. Furthermore, with less control group cattle dying of MCF than expected we speculate that SZC cattle may have a degree of resistance to MCF that affords them protection from infection and developing fatal disease. In Chapter Three we investigated aspects of the epidemiology of MCF, specifically whether wildebeest placenta, long implicated by Maasai cattle owners as a source of MCF, might play a role in viral transmission. Additionally, through comparative sequence analysis, at two specific genes (A9.5 and ORF50) of wild-type and atAlHV-1, we investigated whether the `C5000 strain, the source of which was taken from Africa more than 40 years ago, was appropriate for vaccine development. The detection of AlHV-1 virus in approximately 50% of placentae indicated that infection can occur in-utero and that this tissue might play a role in disease transmission. And, despite describing three new alleles of the A9.5 gene (supporting previous evidence that this gene is polymorphic and encodes a secretory protein with interleukin-4 as the major homologue), the observation that the most frequently detected haplotypes, in both wild-type and attenuated AlHV-1, were identical suggests that AlHV-1 has a slow molecular clock and that the attenuated strain was appropriate for vaccine development. In Chapter Five we present the first quantitative assessment of the annual MCF avoidance costs that Maasai pastoralists incur. In particular we estimated that as a result of MCF avoidance 64% of the total daily milk yield during the MCF season was not available to be used by the 81% of the family unit remaining at the permanent boma. This represents an upper-bound loss of approximately 8% of a household0s annual income. Despite these considerable losses we concluded that, given an incidence of fatal MCF in cattle living in wildebeest calving areas of 5% to 10%, if herd owners were to stop trying to avoid MCF by allowing their cattle to graze alongside wildebeest, any gains made through increased availability of milk, improved body condition and reduced energy demands would be offset by an increase in MCF-incidence. With the development of an effective vaccine, however, this alternative strategy might become optimal. The overall conclusion we draw therefore is that, despite the substantial costs incurred each year avoiding MCF, the partial protection afforded by the novel vaccine strategy is not sufficient to warrant a wholesale change in disease avoidance strategy. Nonetheless, even the partial protection provided by this vaccine could be of value to protect animals that cannot be moved, for example where some of the herd remain at the boma to provide milk or where land-use changes make traditional disease avoidance difficult. Furthermore, the vaccine may offer a feasible solution to some of the current land-use challenges and conflicts, providing a degree of protection to valuable livestock where avoidance strategies are not possible, but with less risk of precipitating the potentially damaging environmental consequences, such as overgrazing of highly nutritious seasonal pastures, that might result if herd owners decide they no longer need to avoid wildebeest.

Bayesian estimates of genetic parameters for reproductive traits in Nellore cows raised on pasture in tropical regions.

2016