PROCEDIMIENTO DE PREDICCIÓN DE DUREZA DE LA CARNE EN GANADO VACUNO.

Procedimiento de predicción de dureza de la carne en ganado vacuno del tipo de los utilizados en explotaciones ganaderas bovinas para la mejora de la productividad mediante la selección de ejemplares con mejor terneza de la carne,

caracterizado porque utiliza para la selección de ejemplares más aptos para el consumo, por la baja dureza de su carne, la detección de la mutación genética SNP98535683 (Thr182Ala) de la Calpastatina (CAST).

La invención que se presenta aporta la principal ventaja de conseguir la certificación de una carne o producto cárnico más tierna, al proceder de animales que no tienen el genotipo GG, propiciando una mejora genética que permite adaptar la maduración de la carne a los distintos genotipos, posibilitando una reducción en la variabilidad en la terneza, redundando en un incremento de la rentabilidad económica de la explotación ganadera gracias a una mejor adecuación a los intereses del consumidor.

Procedimiento de predicción de dureza de la carne en ganado vacuno La presente memoria descriptiva se refiere, como su título indica, a un procedimiento de predicción de dureza de la carne en ganado vacuno del tipo de los utilizados en explotaciones ganaderas bovinas para la mejora de la productividad mediante la selección de ejemplares con mejor calidad en su carne, caracterizado porque utiliza para la selección de ejemplares más aptos para el consumo, por la baja dureza de su carne, la detección de la mutación genética SNP98535683 (Thr182Ala) de la Calpastatina (CAST) y/o de la mutación genética SNP98545188 (CAST2) .

Antecedentes de la invención En la actualidad, los consumidores de carne de vacuno demandan una carne de calidad elevada y constante, Éstos consideran como los atributos más importantes su valor nutritivo, salubridad, calidad tecnológica (color, textura, …) y características sensoriales (terneza, flavor, jugosidad, color, etc.) .

La terneza de la carne se define como la facilidad de morder y masticar la carne y es la inversa de la dureza.

La calidad de la carne es muy compleja y está influida por múltiples factores, que además, interactúan entre ellos. Entre los factores que influyen en la calidad de la carne se pueden destacar: el manejo, la raza, el genotipo, la alimentación, el manejo previo al sacrificio y el aturdido, el método de sacrificio, el método de enfriamiento y la conservación de las canales. Aunque la satisfacción de los consumidores está basada en la palatabilidad de la carne, es decir en la combinación de sabor, jugosidad y terneza, el énfasis en las investigaciones internacionales está puesto en esta última característica, porque: 1) Los consumidores consideran a la terneza como el componente más importante de la carne. 2) Los consumidores pueden diferenciar la terneza y están dispuestos a pagar por ella. 3) El coeficiente de variación de la terneza duplica al de la jugosidad y triplica al del sabor. 4) Hay evidencias de que las piezas comerciales son pagadas de acuerdo a su expectativa de terneza.

En los últimos años se está cambiando el enfoque en la investigación en calidad de la carne para analizar cómo influye la alimentación en los mecanismos biológicos y su relación con parámetros de calidad específicos, abriendo un amplio potencial para la producción futura de diversas y específicas calidades de carne. En este sentido, la comprensión de los procesos físicos y fisiológicos, a nivel proteico y genético, que tiene lugar en el músculo, tras la muerte del animal y que conlleva la transformación del músculo en carne posibilitará nuevas estrategias de selección y nuevos marcadores indicadores de terneza de la carne.

Con estos antecedentes se hace necesario, por tanto, el desarrollo de estrategias que además de incrementar y/o garantizar la calidad de los productos agroalimentarios de origen animal, tales como la carne, leche etc., permita a los productores mantener una posición competitiva en el mercado, merced al valor añadido de producciones diferenciadas.

Una de estas estrategias propuestas por la FAIP (Farm Animal Industrial Plattform – Plataforma Industrial de Granjas para Animales) para lograr estos fines es incorporar la genómica a los esquemas de selección de las razas. La genómica es capaz de generar nuevas hipótesis biológicas que pueden ser estudiadas en más detalle.

Esto tendrá un impacto en la caracterización de caracteres complejos, que están afectados por interacciones entre distintos genes con pequeños efectos. Un ejemplo de carácter complejo sería la terneza de la carne, que depende de las características del tejido conectivo, contenido en grasa, composición de las fibras y maduración de la carne. Todos estos factores, a su vez, son fenómenos biológicos complejos.

En este sentido, los factores ambientales también tienen una contribución igual a la variación de la terneza en numerosas razas de vacuno de carne. Aproximadamente el 46 % de la variación de la terneza es de origen genético y el 54 % ambiental, sin tener en cuenta el efecto de la raza. Entre razas, la variación es igual o menor que dentro de una raza. Dentro de una raza, la genética controla el 30 % de la variación de la terneza, que representa la heredabilidad (efecto de genes aditivos) de esta característica. En consecuencia, el 70% restante de la variación se explica por factores ambientales y efectos de genes no aditivos. Esto significa que, entre razas o dentro de una raza, la terneza puede ser controlada por factores ambientales, como el tiempo de engorde, la energía de la dieta, el estrés, la maduración de la canal y el método de cocción, por ejemplo. Pero además, los factores genéticos que van a determinar la terneza de la carne, si pueden ser determinados, serán susceptibles de ser seleccionados mediante técnicas de biología molecular.

La terneza tiene dos componentes principales: el que resulta de las características del tejido conectivo (mayoritariamente contenido y solubilidad del colágeno) y el componente miofibrilar. Este último componente está ligado estrechamente con las características de la fibra que controlan la fase de tenderización (proceso por el cual la carne se vuelve tierna) . Dicha tenderización se caracteriza por la proteolisis que tiene lugar postmortem, proceso biológico implicado en la conversión de músculo a carne. La variabilidad en las características musculares en los animales sólo explica entre un tercio y un cuarto de la variabilidad encontrada en terneza. Esto sugiere que otras características musculares, sin identificar hasta ahora, contribuyen en gran medida a la variabilidad total.

La tenderización resulta del ablandamiento de la estructura miofibrilar y es un proceso complejo, de naturaleza enzimática. Los sistemas proteolíticos más estudiados son:

• Las catepsinas, descubiertas en los años 50 por De Duve y cols (1955) ,

• Las calpaínas, descubiertas por Guroff en 1964 y más recientemente,

• Los proteosomas descubiertos por Wilk y Orlowski (1980) , especialmente el proteosoma 20S (Sentandreu y cols., 2002) .

Sin embargo, todavía no está claro el papel que juega cada una de ellas. Lo que si resulta evidente es que diversos genotipos o variantes alélicas de determinados genes están influyendo en la terneza de la carne. Dos de estos genes, son el gen de la calpaína (CAPN1) y el de la calpastaína (CAST) , objeto del presente trabajo. Diversos estudios en vacuno han puesto de manifiesto la existencia de una asociación entre la terneza de la carne y diversos polimorfismos/SNPs en estos dos genes (Barendse, 2000; Page y cols., 2002, 2004, White y cols., 2005, Casas y cols., 2006, Costello y cols., 2007; Barendse y cols., 2007; Schenkel y cols., 2006; Allais y cols., 2011) .

Recientemente han aparecido dos test comerciales para detectar la presencia de estas mutaciones asociadas con la terneza de la carne:

• Genestar tenderness (Bovigen LLC Harahan) , incluye la mutación de la región 3’UTR del gen, encontrada por Barendse (2002) en el gen CAST

• Igenity Tender gene (Merial Limited) , incluye la mutación en el intrón 6 encontrada por Schenkel y cols. (2006) en el gen CAST

Existen algunos documentos científicos publicados, relacionados con este tipo de trabajos, además de los citados con anterioridad. De ellos el más relevante es la publicación “Rol de la Calpastina en la variabilidad de la Terneza de la carne Bovina” – Motter MM., Corva P y otros (Journal of Basic and Applied Genetics (2009) 20 (1) : 15-24) (ISSN:BAG 1666-0390) , en la que se presenta que la calpastatina es una enzima inhibidora de las calpaínas, principales enzimas proteolíticas del músculo esquelético. Está codificada por el gen denominado calpastatina (CAST) , a partir del cual se pueden expresar cuatro isoformas proteicas diferentes debido a la existencia de cuatro promotores distintos. Este gen ha sido estudiado como candidato para explicar diferencias de origen genético en la terneza de la carne de vacuno. Se han descrito varios polimorfismos del tipo SNPs en distintas regiones del gen. Algunos de ellos han sido incluidos en test comerciales por su asociación significativa con la variabilidad en terneza. Recientemente, la investigación se ha focalizado en establecer qué promotores están activos en músculo esquelético y si los mismos presentan polimorfismos funcionales que se asocien con la variabilidad en terneza.

Sin embargo, este trabajo identificó ocho SNPs mediante la comparación de secuencias de ADN y ARN mensajero disponibles en el Gen-Bank, cinco de ellos se localizan en regiones codificantes del gen, pero que por su naturaleza... [Seguir leyendo]

– Procedimiento de predicción de dureza de la carne en ganado vacuno, del tipo de los utilizados en explotaciones ganaderas bovinas para la mejora de la productividad mediante la selección de ejemplares con mejor calidad en su carne, caracterizado porque comprende la detección de la mutación genética SNP98535683 (Thr182Ala) de la Calpastatina (CAST) y/o de la mutación genética SNP98545188 (CAST2) , utilizando dicha información para la selección de ejemplares más aptos para el consumo, por la baja dureza de su carne.

– Procedimiento de predicción de dureza de la carne en ganado vacuno, según la anterior reivindicación, caracterizado porque la detección de la mutación genética SNP98535683 (Thr182Ala) de la Calpastatina (CAST) y de la mutación genética SNP98545188 (CAST2) , se realiza utilizando cualquiera de las metodologías actualmente conocidas y utilizadas en laboratorio para análisis de la información genética, preparadas con las oportunas cadenas de referencia o patrones para la detección de dicha mutación genética.

- Procedimiento de predicción de dureza de la carne en ganado vacuno, según cualquiera de las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque, una vez detectada la existencia la mutación genética SNP98535683 (Thr182Ala) de la Calpastatina (CAST) y/o de la mutación genética SNP98545188 (CAST2) , se adaptará el manejo y la maduración de la carne dichos ejemplares por su tendencia a tener elevada dureza en su carne.

- Procedimiento de predicción de dureza de la carne en ganado vacuno, según cualquiera de las anteriores reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque, una vez detectada la no existencia la mutación genética SNP98535683 (Thr182Ala) de la Calpastatina (CAST) ni de la mutación genética SNP98545188 (CAST2) , se seleccionan dichos ejemplares para la explotación por su tendencia a tener reducida dureza en su carne.

- Uso del procedimiento expresado en cualquiera de las reivindicaciones anteriores en la selección de ejemplares en función de la calidad de la carne en las razas bovinas Pirenaica y/o Parda de Montaña.

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Fig. 1a

Fig. 1b

PARDA 3 EAKAIPGSKQLEGPHSPNKKRHKKQAVKTEPEKKPQSSKPSVVHEKKTQEVKPKEHTEPK 182

EAKAIPGSKQLEGPHSPNKKRHKKQAVKTEPEKKPQSSKPSVVHEKKTQEVKPKEHTEPKCAST+ 5 EAKAIPGSKQLEGPHSPNKKRHKKQAVKTEPEKKPQSSKPSVVHEKKTQEVKPKEHTEPK 64

PARDA 183 SLPKHSSDTGSKHAPKEKAVsksseqppsekstkpktksqDKIsgggksavpaaaaaasa 362SLPKHSSDTGSKHAPKEKAVSKSSEQPPSEKSTKPKTKSQDKISGGGKS VPAAAAAASACAST+ 65 SLPKHSSDTGSKHAPKEKAVSKSSEQPPSEKSTKPKTKSQDKISGGGKSTVPAAAAAASA 124

PARDA 363 kpaDKNKENKLLTSAVPAESKPSKPSGKSDMDTALDDLIDTLGEPEEMKEDNTTYTGPEV 542+PADKNKENKLLTSAVPAESKPSKPSGKSDMDTALDDLIDTLGEPEEMKEDNTTYTGPEV CAST+ 125 EPADKNKENKLLTSAVPAESKPSKPSGKSDMDTALDDLIDTLGEPEEMKEDNTTYTGPEV 184

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Fig. 2

Fig. 3