Genética

Análisis del transcriptoma y genoma aplicado a la investigación acuícola

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By Milthon Lujan

Patricia Pereiro, investigadora del Instituto de Investigación Marina (España), coordinó la publicación de la edición especial de “Transcriptome and Genome Analyses Applied to Aquaculture Research” que concitó el interés entre los investigadores especializados en diferentes campos de la acuicultura.

La edición especial incluye 27 artículos que cubren diferentes temas de interés (genoma, inmunología, respuestas a estresores, dimorfismo sexual, desarrollo, etc) en una variedad de peces y mariscos, y también en tortugas.

“Comprender la respuesta inmune a diferentes patógenos es fundamental para desarrollar estrategias de selección de mejoramiento para mejorar la resistencia a enfermedades o para formular nuevos tratamientos, entre otros objetivos”, describe la investigadora.

Además, destaca que los análisis masivos de la respuesta inmune han suscitado mucho interés y se están realizando en diferentes especies de interés para la industria acuícola.

Efecto de los endoparásitos

Dos estudios analizan la respuesta del rodaballo (Scophthalmus maximus), un pez muy valioso en Europa y China, a dos endoparásitos diferentes que causan importantes pérdidas económicas: Philasterides dicentrarchi y Enteromyxum scophthalmi.

Respuestas inmunológicas

Además del estudio a diferentes respuestas inmunes a diferentes desafíos patogénicos, el conocimiento de las propiedades inmunológicas de diferentes tipos de células inmunitarias también es una piedra angular para los inmunólogos de peces.

En uno de los estudios se describe la secuenciación de ARN de una sola célula para analizar por primera vez en teleósteos el perfil transcripcional de las células B individuales en la trucha arcoíris (Oncorhynchus mykiss). Según sus perfiles, los autores identificaron diez subpoblaciones diferentes de células B.

Otro de los estudios describe la susceptibilidad de la tortuga china de caparazón blando (Trionyx sinensis o Pelodiscus sinensis) a la infección con Aeromonas hydrophila. La tortuga china es un importante reptil cultivado en el este de Asia y es consumido principalmente en China y Japón.

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Por otro lado, la enfermedad de necrosis del hepatopáncreas del cangrejo chino (Eriocheir sinensis) está causando enormes pérdidas económicas en China, aunque aún no se han identificado los patógenos potencialmente implicados en esta enfermedad. Un equipo de investigadores, liderados por Shen realizaron análisis de metatranscriptoma de la flora hepatopancreática de cangrejos enfermos.

Inflamación crónica o aguda

La inflamación crónica o aguda es una condición indeseable en la piscicultura, que podría tener consecuencia de condiciones inadecuadas de crianza acuícola (cría, transporte, densidades de hacinamiento, parámetros del agua, etc.) o infecciones.

Para comprender mejor el vínculo entre la señalización inmunitaria periférica y las respuestas neuroendocrinas centrales, Azeredo et al. y Peixoto et al. analizaron el efecto de la inflamación aguda y crónica, respectivamente, inducida por la inyección intraperitoneal del adyuvante incompleto de Freund en la lubina europea.

Impacto del estrés

El estrés puede impactar significativamente en diferentes aspectos fisiológicos de los animales, lo que podría resultar en una baja tasa de crecimiento, una mayor susceptibilidad a enfermedades e incluso a una baja calidad de la carne.

Existen una variedad de estresores (cambios de temperatura, pH, salinidad, saturación de oxígeno en el agua, manejo, etc.) que pueden inducir un efecto pernicioso en las especies acuícolas. El impacto de diferentes estresores fue analizado en diferentes trabajos incluidos en la edición especial.

Dettleff et al. evaluaron los efectos del estrés por altas temperaturas en el hígado de la anguila roja (Genypterus chilensis) a través de diferentes enfoques, incluido el análisis de RNA-Seq.

Por su parte, Naya-Catalá et al. encontraron que los juveniles de dorada (Sparus aurata) aclimatados durante 45 días a la hipoxia leve y luego regresaron a la normoxia mostraron una mayor contribución del metabolismo de los lípidos al suministro total de energía para preservar la producción de energía aeróbica, un mejor rendimiento de natación independientemente de los cambios en el consumo de alimento.

La salinidad como factor de estrés

La alteración de la salinidad también es un factor estresante muy frecuente al que deben hacer frente los animales acuáticos.

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Las branquias son uno de los tejidos más importantes en la osmorregulación y, por tanto, conocer los mecanismos afectados en este tejido podría ayudar a comprender mejor la adaptación a la salinidad.

Malik y Kim realizaron un metanálisis de conjuntos de datos de RNA-Seq disponibles públicamente para identificar genes expresados diferencialmente en las branquias del cangrejo chino en diferentes condiciones de salinidad.

Por otro lado, Li et al. realizaron un análisis sistemático de 95 genes de proteínas de choque térmico (hsp) en la lubina manchada (Lateolabrax maculatus), una especie de pez que puede adaptarse ampliamente a diversas salinidades, desde agua dulce hasta agua de mar, y adaptarse a agua moderadamente alcalina.

Valenzuela-Muñoz et al. analizaron los perfiles de ARNm y mi ARN en branquias, intestino y riñón de salmón del Atlántico (Salmo salar) expuestos a un cambio gradual de salinidad o a un choque de salinidad.

La importancia de los híbridos interespecíficos

Para varias especies de peces, los híbridos interespecíficos también muestran una mayor conversión alimenticia, resistencia a enfermedades, rendimiento en carne y capacidad de cosecha en comparación con ambas especies parentales, lo que se conoce como heterosis o vigor híbrido.

Este es el caso del híbrido entre la hembra del bagre del canal (Ictalurus punctatus) y el macho del bagre azul (Ictalurus furcatus).

Curiosamente, la heterosis para los híbridos solo ocurre en pequeñas unidades de cultivo (estanques) pero no en cultivos en tanques, por lo que depende del medio ambiente.

Wang et al. realizaron diferentes mediciones morfométrica, inmunológicas y metabólicas y analizaron a través de RNA-Seq las diferencias en el transcriptoma hepático entre el bagre del canal, el bagre azul y sus F1 recíprocos criados en tanques.

Espinas intermusculares

Finalmente, la edición especial también incluyó investigaciones sobre el desarrollo de las espinas intermusculares, que afectan negativamente el valor comestible y económico del pescado.

La comparación de especies con y sin espinas intermusculares epineurales y epipleurales o líneas de peces con diferentes abundancias podría proporcionar pistas interesantes para reducir el número de espinas intermusculares.

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Zhou et al. analizaron diferentes etapas del desarrollo de myosepta usando análisis morfológicos y transcriptómicos en besugo (Megalobrama amblycephala) y tilapia del Nilo (Oreochromis niloticus), especies de peces con y sin espinas intermusculares epineural y epipleural, respectivamente.

Cui et al. realizó un la resecuenciación del genoma completo y el análisis segregante en masa en tres líneas de carpa común con una abundancia diferentes de espina intermuscular para identificar los SNP que podrían estar asociados con el número de espinas intermuscular.

Puedes acceder a la edición especial «Transcriptome and Genome Analyses Applied to Aquaculture Research» aquí.

Referencia (acceso libre)
Pereiro, Patricia. 2022. «Transcriptome and Genome Analyses Applied to Aquaculture Research» Biology 11, no. 9: 1312. https://doi.org/10.3390/biology11091312

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