Caracterización y análisis de expresión tisular de los receptores de potencial transitorio sensibles a vaniloides (TRPVs) en lubina europea (Dicentrarchus labrax)

Abstract

[ES] El trabajo se enfoca en la caracterización y estudio de la expresión tisular de las secuencias del receptor de potencial transitorio sensible a vanilloides (TRPV) en machos y hembras de lubina europea (Dicentrarchus labrax), seleccionada debido a su importancia en la acuicultura mediterránea, cuya producción anual ronda las 250.000 toneladas. Dicentrarchus labrax, es un teleósteo que se distribuye naturalmente por todo el Mediterráneo, Mar Negro y Atlántico nororiental, estableciéndose su importancia comercial en el continente europeo. Además, presenta buena adaptación en condiciones de cautiverio, con una puesta controlable y un índice de supervivencia larvario elevado. Cabe destacar que su óptimo de crecimiento se encuentra entre los 20-25ºC, si bien es cierto que para la correcta reproducción se requieren temperaturas de 12 a 17ºC, determinando el invierno su etapa reproductiva. Conociendo la versatilidad y alto rango de temperaturas que puede soportar la lubina (3-30ºC) nos planteamos cómo afecta ésta en la expresión de receptores termosensibles como TRPVs. La superfamilia de receptores de potencial transitorio (TRPs), en la cual los TRPVs están incluidos, constituyen un grupo de proteínas de superficie multifuncionales involucradas en diversas funciones fisiológicas, como la termodetección. Se trata de canales catiónicos no selectivos que actúan como transductor de señal vía alteración del potencial de membrana o concentración de Ca2+ intracelular y los cuales pueden mediar la secreción de neuropéptidos, responsables de la adaptabilidad. La subfamilia de TRPVs es ampliamente conocida a nivel fisiológico por su capacidad de respuesta frente estímulos dañinos. Son receptores termosensibles, cuya expresión aumenta frente condiciones de estrés, como es el caso de un aumento de temperatura. Además, está involucrada en la respuesta a otros estímulos como pH, la presión osmótica o el dolor entre otros, siendo por tanto de elevada importancia en el contexto de adaptación frente a cambios ambientales. Dichos receptores se han identificado a lo largo y amplio de los vertebrados, habiéndose definido 6 miembros en mamíferos y 3 miembros en teleósteos. Debido al creciente interés e importancia que supone la alteración de ecosistemas acuáticos en consecuencia del cambio climático, el proyecto pretende profundizar en dichas respuestas fisiológicas. Inicialmente, se realizará trabajo in silico, que permitirá buscar, identificar y caracterizar los receptores implicados en la termosensación (TRPVs). Se determinará así el número y secuencias parálogas en nuestra especie de interés mediante BLAST. Una vez conocida esta información, se diseñarán los primers específicos de cada parálogo. A continuación, se utilizarán técnicas de biología molecular para analizar la expresión tisular, incluyendo extracción de RNA, retrotranscripción a cDNA y qPCR. Estos datos permitirán evaluar el grado de expresión génica en los diferentes tejidos estudiados: ojos, bazo, hígado, riñón, riñón cefálico, branquias, músculo, grasa, intestino, gónadas, piel, techo óptico, corazón, telencéfalo, cerebro, hipotálamo, hipófisis y esperma, consiguiendo así un screening de los TRPVs. Además, se realizarán estudios comparativos entre los sexos para determinar si existe alguna diferencia en la expresión de estos receptores en función del género. Se espera que los resultados aporten información valiosa sobre la respuesta de la Lubina Europea al cambio climático y sobre la implicación de los receptores TRPV en dicha respuesta.

[EN] This work focuses on the characterization and study of the tissue expression of sequences of the transient receptor potential vanilloid (TRPV) ion channel family in male and female European sea bass (Dicentrarchus labrax), selected due to its importance in Mediterranean aquaculture, which has an annual production of around 250,000 tons. Dicentrarchus labrax is a teleost fish that is naturally distributed throughout the Mediterranean, Black Sea, and northeastern Atlantic, with commercial importance established in the European continent. It also has good adaptation in captivity, with controllable spawning and high larval survival rates. It is worth noting that its optimal growth temperature is between 20-25°C, although temperatures of 12-17°C are required for proper reproduction, with winter determining its reproductive stage. Knowing the versatility and wide range of temperatures that sea bass can withstand (3-30°C), we aim to understand how this affects the expression of thermosensitive receptors such as TRPVs. The superfamily of transient receptor potential (TRP) ion channels, in which TRPVs are included, constitutes a group of multifunctional surface proteins involved in various physiological functions, such as thermosensation. They are non-selective cationic channels that act as signal transducers via alteration of the membrane potential or intracellular Ca2+ concentration and can mediate the secretion of neuropeptides responsible for adaptability. The TRPV subfamily is widely known physiologically for its ability to respond to harmful stimuli. They are thermosensitive receptors whose expression increases under stressful conditions, such as temperature increases. Additionally, they are involved in responding to other stimuli such as pH, osmotic pressure, or pain, among others, making them highly important in the context of adaptation to environmental changes. These receptors have been identified extensively in vertebrates, with 6 members defined in mammals and 3 members in teleosts. Due to the growing interest and importance of the alteration of aquatic ecosystems as a result of climate change, the project aims to deepen our understanding of these physiological responses. Initially, in silico work will be carried out, which will allow us to search, identify and characterize the receptors involved in thermosensation (TRPVs). The number and paralogous sequences in our species of interest will be determined through BLAST. Once this information is known, specific primers for each paralog will be designed. Next, molecular biology techniques will be used to analyze tissue expression, including RNA extraction, cDNA retrotranscription, and qPCR. These data will allow us to evaluate the degree of gene expression in the different tissues studied: eyes, spleen, liver, kidney, head kidney, gills, muscle, fat, intestine, gonads, skin, optic roof, heart, telencephalon, brain, hypothalamus, pituitary, and sperm, thus achieving a screening of TRPVs. In addition, comparative studies between sexes will be conducted to determine if there is any difference in the expression of these receptors based on gender. It is expected that the results will provide valuable information about the response of European sea bass to climate change and the involvement of TRPV receptors in this response.