Resumen de Análisis transcriptómico para identificar genes biomarcadores del estado nutricional en la dorada (sparus aurata): efecto de la sobreexpresión hepática de srebp-1a
La acuicultura es una importante actividad económica vinculada a la producción de alimentos que se encuentra en etapa de expansión. Sin embargo, la producción de especies carnívoras como la dorada (Sparus aurata) presenta limitaciones, tales como la necesidad de incluir en los piensos altas concentraciones de proteína (incorporada en la forma de harina de pescado). Es por ello que debido a la importancia comercial que representa la dorada en la Unión Europea y particularmente en España, se han hecho grandes esfuerzos en investigación con el fin de entender los mecanismos moleculares encargados de regular el metabolismo intermediario de estos peces. En este sentido, son relevantes y cada vez más abundantes los estudios concernientes a los mecanismos de regulación génica como consecuencia del estado nutricional en peces. Gracias a las tecnologías de secuenciación de nueva generación (que permiten obtener resultados en un período corto de tiempo y a un costo significativamente inferior a los métodos tradicionales), en la última década son diversos los proyectos que han permitido el incremento de la información transcriptómica de dorada. A pesar de ello, ninguno de estos estudios se ha llevado a cabo sobre muestras de hígado, así como tampoco se han estudiado las variaciones consecuencia del estado nutricional y la composición de la dieta. El objetivo principal de esta tesis doctoral fue desarrollar un transcriptoma con muestras de hígado y músculo esquelético de cinco grupos de doradas alimentadas durante un período de 23 días, con piensos de distinta composición de macronutrientes (carbohidratos, proteínas o lípidos), así como de un sexto grupo de peces sometidos a ayuno por ese mismo período de tiempo. Este enfoque metodológico permitió caracterizar el transcriptoma de ambos tejidos, así como la obtención de una base de datos transcriptómicos de amplia cobertura y de interés para el desarrollo de estudios nutricionales. Se ensamblaron 21.093 secuencias únicas a partir de 660.166 y 547.544 lecturas de alta calidad de muestras de hígado y músculo esquelético respectivamente, en un transcriptoma que denominamos híbrido. Estas secuencias fueron utilizadas para el diseño de microarrays de oligonucleótidos que nos permitieron analizar cambios en el patrón de expresión génica como consecuencia del ayuno y la composición de la dieta, con el fin de identificar rutas metabólicas y genes biomarcadores relevantes del estado nutricional y la asimilación de nutrientes por parte de la dorada. Este análisis permitió establecer la importancia de la cadena respiratoria y la fosforilación oxidativa, así como del metabolismo lípidico, como consecuencia del estado nutricional y la composición de la dieta en estos peces. Mediante RT-qPCR se validaron los resultados obtenidos y se identificaron algunos genes biomarcadores, tales como algunos miembros del complejo IV de la cadena respiratoria, que incrementan su expresión en peces sometidos a un ayuno prolongado; o genes relacionados con la síntesis de ácidos grasos y colesterol que varían su expresión en relación con la composición de la dieta. Debido a la importancia que presenta el metabolismo de los lípidos en dorada y a la relación existente del factor de transcripción SREBP-1a tanto con el metabolismo de lípidos como con el metabolismo de carbohidratos, se estudió el efecto metabólico de la sobreexpresión de SREBP-1a en el hígado de doradas alimentadas con dietas de diferente composición. Para ello se administraron nanopartículas de quitosán-tripolifosfato acomplejadas con un plásmido de expresión del fragmento nuclear de SREBP-1a de hámster. El incremento de la expresión hepática de SREBP-1a promovió el aprovechamiento de los carbohidratos de la dieta mediante un incremento en la expresión de genes glucolíticos, así como la de genes relacionados con la síntesis de lípidos. Estos datos sugieren un incremento en la producción de lípidos aparejado a un mayor aprovechamiento de carbohidratos, lo que a su vez permitiría una disminución en la utilización de proteínas de la dieta en la acuicultura.
