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 economica vinculada a la produccion de alimentos que se encuentra en etapa de expansion. Sin embargo, la produccion de especies carnivoras como la dorada (Sparus aurata) presenta limitaciones, tales como la necesidad de incluir en los piensos altas concentraciones de proteina (incorporada en la forma de harina de pescado). Es por ello que debido a la importancia comercial que representa la dorada en la Union Europea y particularmente en Espana, se han hecho grandes esfuerzos en investigacion 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 mas abundantes los estudios concernientes a los mecanismos de regulacion genica como consecuencia del estado nutricional en peces. Gracias a las tecnologias de secuenciacion de nueva generacion (que permiten obtener resultados en un periodo corto de tiempo y a un costo significativamente inferior a los metodos tradicionales), en la ultima decada son diversos los proyectos que han permitido el incremento de la informacion transcriptomica de dorada. A pesar de ello, ninguno de estos estudios se ha llevado a cabo sobre muestras de higado, asi como tampoco se han estudiado las variaciones consecuencia del estado nutricional y la composicion de la dieta. El objetivo principal de esta tesis doctoral fue desarrollar un transcriptoma con muestras de higado y musculo esqueletico de cinco grupos de doradas alimentadas durante un periodo de 23 dias, con piensos de distinta composicion de macronutrientes (carbohidratos, proteinas o lipidos), asi como de un sexto grupo de peces sometidos a ayuno por ese mismo periodo de tiempo. Este enfoque metodologico permitio caracterizar el transcriptoma de ambos tejidos, asi como la obtencion de una base de datos transcriptomicos de amplia cobertura y de interes para el desarrollo de estudios nutricionales. Se ensamblaron 21.093 secuencias unicas a partir de 660.166 y 547.544 lecturas de alta calidad de muestras de higado y musculo esqueletico respectivamente, en un transcriptoma que denominamos hibrido. Estas secuencias fueron utilizadas para el diseno de microarrays de oligonucleotidos que nos permitieron analizar cambios en el patron de expresion genica como consecuencia del ayuno y la composicion de la dieta, con el fin de identificar rutas metabolicas y genes biomarcadores relevantes del estado nutricional y la asimilacion de nutrientes por parte de la dorada. Este analisis permitio establecer la importancia de la cadena respiratoria y la fosforilacion oxidativa, asi como del metabolismo lipidico, como consecuencia del estado nutricional y la composicion 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 expresion en peces sometidos a un ayuno prolongado; o genes relacionados con la sintesis de acidos grasos y colesterol que varian su expresion en relacion con la composicion de la dieta. Debido a la importancia que presenta el metabolismo de los lipidos en dorada y a la relacion existente del factor de transcripcion SREBP-1a tanto con el metabolismo de lipidos como con el metabolismo de carbohidratos, se estudio el efecto metabolico de la sobreexpresion de SREBP-1a en el higado de doradas alimentadas con dietas de diferente composicion. Para ello se administraron nanoparticulas de quitosan-tripolifosfato acomplejadas con un plasmido de expresion del fragmento nuclear de SREBP-1a de hamster. El incremento de la expresion hepatica de SREBP-1a promovio el aprovechamiento de los carbohidratos de la dieta mediante un incremento en la expresion de genes glucoliticos, asi como la de genes relacionados con la sintesis de lipidos. Estos datos sugieren un incremento en la produccion de lipidos aparejado a un mayor aprovechamiento de carbohidratos, lo que a su vez permitiria una disminucion en la utilizacion de proteinas de la dieta en la acuicultura.