Duplicación, organización genómica y regulación transcripcional de los receptores de la hormona del crecimiento de peces. Aspectos básicos y aplicados en dorada Sparus aurata.

Resumen

Los primeros receptores de hormona de crecimiento (GHR) descritos en peces se agruparon en dos grupos, las secuencias descritas en peces salmónidos y las descritas en peces no salmónidos. Las de peces no salmónidos presentaron una gran conservación estructural con las secuencias de mamíferos, pero las secuencias de peces salmónidos muestraron un bajo nivel de identidad aminoacídica con ausencia de un par de cisteínas extracelulares y un diferente patrón de tirosinas intracelulares. Llegados a este punto, se planteó la hipótesis de la existencia de dos formas alternativas para el gen GHR en el genoma de los peces: la forma de los peces no salmónidos (GHR-I) y la de los peces salmónidos (GHR-II). A la luz de esta hipótesis se plantearon los siguientes objetivos: 1) Abordar la caracterización molecular y organización genómica de los receptores de la hormona del crecimiento en peces teleósteos, 2) analizar la divergencia evolutiva de los receptores de la hormona del crecimiento en los peces teleósteos, 3) analizar en dorada el patrón de regulación transcripcional de los receptores de la hormona del crecimiento y 4) definir en dorada el uso de los receptores de la hormona del crecimiento como biomarcadores de crecimiento y estrés por confinamiento y exposición a patógeno. Para analizar la divergencia evolutiva, se diseñaron cebadores degenerados en base a las secuencias de los GHR descritos previamente en los peces salmónidos. Utilizando estos cebadores en una estrategia de RT-PCR, se determinó la existencia del GHR-II en dorada, trucha y lubina. Las nuevas secuencias de GHR-II presentaron las mismas características estructurales que las secuencias de salmónidos y se agruparon con ellas al realizar un análisis filogenético. De esta manera se definió lo que sería en grupo de secuencias de GHR-II de peces mientras que el resto de secuencias de peces corresponderían al GHR-I. La caracterización molecular de ambos GHR en dorada mostró la misma organización genómica que el GHR de mamíferos, con la salvedad de la falta de un exón homólogo al 3 de mamíferos y la presencia de un intrón adicional en el exón 10 del GHR-I. Además se determinó que ambos receptores presentaron un único sitio de inicio de la transcripción en contraposición a la situación de mamíferos: un único receptor con diferentes inicios de la transcripción. Esta diferente organización sugirió que el gen del GHR se ajusta al modelo de evolución por subfuncionalización. Para analizar su regulación transcripcional, se midió la expresión de ambos GHR junto con la de IGF-I e IGF-II bajo diferentes modelos experimentales en dorada. Los modelos estudiados fueron ayuno, estación, edad, infección por patógeno (Enteromyxum leei) y estrés por confinamiento. De estas experiencias se dedujo que la mayor de expresión de ambos GHR se dio en hígado y que los cambios en la concentración de IGF-I circulante reflejaron su expresión a nivel hepático. La expresión del GHR-I estuvo altamente correlacionada con la expresión de IGF-I e IGF-II en las experiencias de estación, edad e infección por patógeno tanto a nivel hepático como extrahepático. Sin embargo, en el modelo de estrés por confinamiento, la disminución de la expresión hepática de la IGF-I e IGF-II reflejó los cambios en la expresión del GHR-II. Esto estuvo en consonancia con los sitios de unión de factores de transcripción presentes en su región flanqueante. El modelo propuesto mostró una regulación diferencial de los GHR de dorada, aunque no se pudo excluir un cierto solapamiento funcional con independencia de que fueran promiscuos o específicos de la GH.