Un estudio del Centro Interdisciplinario para la Investigación Acuícola (INCAR), en el que participaron investigadoras e investigadores de las líneas «Genómica acuícola» y «Salud animal en estadios de vida de agua dulce de salmónidos», identificó y evaluó el rol de lncRNAs en el proceso de esmoltificación del salmón Atlántico (Salmo salar).
El estudio titulado «Transcriptome Profiling of Long Non-coding RNAs During the Atlantic Salmon Smoltification Process», recientemente publicado en Marine Biotechnology, tuvo como objetivo evaluar la modulación del transcriptoma de branquias durante la transferencia de agua dulce (FW) a agua de mar (SW) en el salmón Atlántico, e identificar y evaluar el rol de lncRNAs como reguladores del proceso molecular involucrado en el proceso de esmoltificación.
«Para la acuicultura del salmón, una de las fases más críticas es la transformación desde estado parr a esmolt. Los estudios en torno a este proceso se han centrado principalmente en los cambios fisiológicos a los que se encuentra sometido el pez, y mediciones de la actividad de la enzima Na+ / K+ -ATPasa como un indicador de la condición del salmón para ser transferido al mar. Sin embargo, el mecanismo regulatorio a nivel molecular detrás de la transformación parr a esmolt hasta la fecha ha sido escasamente estudiado», explicó la investigadora adjunta del Centro INCAR Dra. Valentina Valenzuela, una de las autoras del estudio junto con el investigador asociado del centro y académico de la Universidad Andrés Bello (UNAB) Dr. Juan Antonio Valdés, y el subdirector del Centro y académico del Departamento de Oceanografía de la Universidad de Concepción (UdeC) Dr. Cristian Gallardo Escárate.
Durante la investigación, un grupo de preesmolts de salmón Atlántico fueron sometidos a cambios graduales de salinidad desde agua de dulce a 30 PSU, elevando la salinidad en 10 PSU cada siete días. Durante cada cambio de salinidad se tomaron muestras de branquias, desde las cuales se realizó secuenciación de transcriptoma.
Los resultados mostraron que la mayoría de las transcritos modulados diferencialmente bajo las salinidades de 10, 20 y 30 PSU presentan inhibición de su expresión en comparación con los peces en agua dulce. Al realizar la identificación de los genes modulados durante los cambios de salinidad, se identificaron genes asociados con procesos biológicos como crecimiento, formación de colágeno, respuesta inmune, metabolismo y transporte del grupo hemo. Cabe destacar que los peces a salinidades de 30 PSU presentaron inhibición de la expresión de genes asociados al sistema inmune, lo que sugiere un sistema inmunitario deprimido en los peces en su primera etapa luego de su traspaso al mar, pudiendo así propiciar la aparición de patógenos.
En lo que respecta a la búsqueda de ARNs no codificantes asociados con el proceso de esmoltificación, en este estudio se identifico un total de 2864 lncRNAs en el tejido branquial del salmón Atlántico.
«La importancia de los lncRNAs es que dentro de sus funciones se encuentra la regulación de expresión de genes que codifican para proteínas», puntualizó la Dra. Valenzuela.
Expresión
En el estudio también se observaron diferentes niveles de expresión de los lncRNAs entre las muestras obtenidas a distintas salinidades. Los análisis de expresión muestran un mayor número de lncRNAs altamente expresados en las muestras tomadas desde peces expuestos a 30 PSU, además de presentar mayor cantidad de lncRNAs en relación con los peces en agua dulce.
Es así como los diferentes niveles de expresión de los lncRNAs a lo largo del proceso de cambio de salinidad a la cual fueron expuestos los salmones da indicios del rol de los lncRNAs en el proceso de esmoltificación.
Adicionalmente, mediante la localización de lncRNAs diferencialmente expresados en el genoma del salmón Atlántico, fue posible identificarlos cerca de estos genes asociados con el proceso de esmoltificación.
Por otra parte, desde un análisis de correlación de expresión se observó una correlación de expresión positiva entre lncRNAs y genes como Na+ / K+ -ATPasa receptor de glucocorticoides, hormona de crecimiento y receptor de hormona tirodea, lo que sugiere un rol regulatorio de los lncRNAs sobre estos genes.
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Finalmente, el estudio evalúa dos lncRNAs como indicadores de la condición de los peces para la transferencia al mar, para lo cual se evalúa la actividad de como Na+ / K+ -ATPasa en un grupo de peces previo a la transferencia al mar y se compara con los niveles de expresión mediante qPCR de dos lncRNAs. Estos demuestran tener patrones de expresión que permitirían determinar la condición de los peces de manera similar al análisis de actividad Na+ / K+ -ATPasa.
Esta investigación es la primera en identificar y evaluar el rol de lncRNAs en el proceso de esmoltificación del salmón Atlántico. Además, el estudio propone el uso de dos nuevos biomarcadores para el proceso de esmoltificación de peces basados en lncRNAs, los que presentan la ventaja de un fácil almacenamiento del tejido al momento de muestrear y la simpleza de un análisis por qPCR.
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*Créditos de la foto destacada: gentileza INCAR.