Candidate genes for performance in horses, including monocarboxylate transporters

• Published in: Pesquisa Veterinária Brasileira Vol. 37; no. 1; pp. 66 - 72
• Main Authors: Regatieri, Inaê Cristina, Curi, Rogério Abdallah, Ferraz, Guilherme de Camargo, Queiroz-Neto, Antonio de
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: Colégio Brasileiro de Patologia Animal (CBPA) 01-01-2017
• Subjects: fatigue; Genes; horses; lactate; monocarboxylate transporters; polymorphisms
• ISSN: 0100-736X; 1678-5150; 0100-736X
• DOI: 10.1590/s0100-736x2017000100011

Some horse breeds are highly selected for athletic activities. The athletic potential of each animal can be measured by its performance in sports. High athletic performance depends on the animal capacity to produce energy through aerobic and anaerobic metabolic pathways, among other factors. Transmembrane proteins called monocarboxylate transporters, mainly the isoform 1 (MCT1) and its ancillary protein CD147, can help the organism to adapt to physiological stress caused by physical exercise, transporting lactate and H+ ions. Horse breeds are selected for different purposes so we might expect differences in the amount of those proteins and in the genotypic frequencies for genes that play a significant role in the performance of the animals. The study of MCT1 and CD147 gene polymorphisms, which can affect the formation of the proteins and transport of lactate and H+, can provide enough information to be used for selection of athletic horses increasingly resistant to intense exercise. Two other candidate genes, the PDK4 and DMRT3, have been associated with athletic potential and indicated as possible markers for performance in horses. The oxidation of fatty acids is highly effective in generating ATP and is controlled by the expression of PDK4 (pyruvate dehydrogenase kinase, isozyme 4) in skeletal muscle during and after exercise. The doublesex and mab-3 related transcription factor 3 (DMRT3) gene encodes an important transcription factor in the setting of spinal cord circuits controlling movement in vertebrates and may be associated with gait performance in horses. This review describes how the monocarboxylate transporters work during physical exercise in athletic horses and the influence of polymorphisms in candidate genes for athletic performance in horses.
RESUMO: Algumas raças de equinos são altamente selecionadas para atividades desportivas. O potencial atlético de cada animal pode ser medido pelo seu desempenho nas competições equestres. Um alto potencial atlético depende, entre outros fatores, da capacidade do animal de produzir energia através dos metabolismos aeróbio e anaeróbio. As proteínas transmembrana chamadas transportadores de monoxarboxilato, principalmente a isoforma 1 (MCT1) e sua proteína auxiliar CD147, podem ajudam o organismo a se adaptar ao estresse fisiológico causado pelo exercício físico, transportando íons lactato e H+. Algumas raças de equinos são selecionadas para diferentes objetivos, portanto é provável que existam diferenças nas quantidades de transportadores monocarboxilatos e na frequência genotípica dos seus respectivos genes. O estudo de polimorfismos nos genes das proteínas MCT1 e CD147, afetando a sua formação e o transporte dos íons lactato e H+, podem fornecer informações suficientes para a seleção de equinos com capacidade de serem altamente treinados e resistentes a intensos exercícios. Dois outros genes candidatos que têm sido relacionados com potencial atlético e utilizados como possíveis marcadores para desempenho em equinos são o PDK4 e o DMRT3. A oxidação de ácidos graxos é altamente efetiva para produção de ATP e é controlada pela expressão do gene PDK4 (pyruvate dehydrogenase kinase, isozyme 4) no musculo esquelético durante e após do exercício físico. O gene DMRT3 (doublesex and mab-3 related transcription factor 3) codifica um importante fator de transcrição no controle dos movimentos em vertebrados e pode ser associado com a marcha em algumas raças de equinos. Esta revisão descreve como agem os transportadores de monocarboxilatos durante o exercício físico em equinos atletas e qual a influência de alguns polimorfismos em genes candidatos para o desempenho atlético em equinos.