Describen nuevos genes del receptor de glucocorticoides en salmón del Atlántico

El cortisol es el principal corticosteroide en los peces teleósteos y ejerce múltiples funciones celulares asociadas a la respuesta a estímulos estresantes, a través de la activación de los receptores de glucocorticoides. La mayoría de las especies de teleósteos tienen dos genes codificantes para GR; gr-1 y gr-2, y algunos también presentan dos variantes del gr-1; gr-1a y gr-1b.

Sin embargo, en este estudio realizado por científicos chilenos, se identifiaron por primera vez, nuevos genes de GR en salmón Atlántico, localizados en los cromosomas 4q y 13q (gr-1), y 5p y 9q (gr-2), y sus respectivos mRNAs variantes de splicing.

Sobre la importancia de este descubrimiento, el Dr. Alex Romero, académico de la UACh e investigador del Centro Incar, explica a Salmonexpert que la exposición prolongada de los peces a estímulos estresantes, puede causar alteraciones importantes en la reproducción, osmorregulación, crecimiento e inmunidad de los peces, pero no existe claridad respecto de cómo un mismo estímulo afectaría a distintos tejidos y tipos celulares.

“El efecto específico que tiene el estrés sobre las células va a depender de la función que cumplen. Por lo tanto, el organismo es capaz de coordinar todas estas funciones, potenciando algunas e inhibiendo otras, dirigiendo la energía disponible para sobrellevar el evento estresante. Por lo tanto, creemos que cada variante de GR podría estar encargada de regular la funcionalidad de ciertos tipos celulares o bien de procesos específicos, por lo que este estudio es el primer paso para investigar y asociar los ejes de respuesta a estrés y sus efectos a nivel de tejidos y organismo completo” describe.

Para llegar a estos resultados, los genes GR y sus variantes de splicing, fueron identificados in silico desde el genoma de salmón Atlántico, y su expresión fue confirmada por RT-qPCR. Para ello, en un ensayo experimental, los peces fueron sometidos a condiciones de estrés agudo por confinamiento, donde los peces “estresados” mostraron altos niveles de cortisol sanguíneo, lo cual se relacionó con un aumento de la expresión de cada variante de splicing de los distintos genes GR, en comparación con los peces no estresados.

“Los peces estresados tenían altos niveles de expresión de algunas variantes de splicing respecto a los peces no estresados. Además, observamos que las variantes de splicing, no estaban alteradas de igual forma en todos los órganos evaluados, lo cual ya nos da luces acerca de funciones específicas, dependiendo del órgano donde se expresen” señala el Dr. Romero.

Regulación de procesos

Más en detalle, el académico de la UACh especifica que el GR es un factor de transcripción activado por ligando, y que luego de ser activado por cortisol, ingresa al núcleo celular para regular la expresión de sus genes blanco. A nivel proteico, los GRs tienen tres regiones de importancia, mediante las cuales modulan diversas respuestas a nivel génico en el pez:

1. Una región de “trans-activación”, que le permite a GR interactuar con otras proteínas nucleares, induciendo o inhibiendo la expresión génica.
2. Una región de unión al DNA, que le permite unirse a sus genes blanco. 
3. Una región de unión a su ligando, que en el caso de los peces es cortisol.

“Nosotros encontramos variantes de splicing con diferencias importantes en cada una de las regiones antes mencionadas. En el caso de la región de trans-activación, estas diferencias sugieren que las potenciales proteínas derivadas serían capaces de interactuar con diferentes proteínas o bien con distinta afinidad, dependiendo del tejido donde se expresen. De igual forma, las variaciones de la región de unión al DNA son críticas, ya que significaría que el receptor se uniría a sus secuencias blanco con distinta especificidad y afinidad”, plantea el Dr. Romero.

Finalmente, según profundiza el investigador del Incar, variaciones en la región de unión al ligando tendría efectos dramáticos a nivel celular, sugiriendo proteínas con mayor o menor afinidad por cortisol y, por ende, mayor o menor respuesta a estrés en las células y tejidos donde se expresen.

“Todo lo anterior, abre nuevas preguntas de investigación y estrategias experimentales in vitro e in vivo para abordarlas, y que definitivamente tendrán un alto impacto en el estudio de la respuesta a estrés y el bienestar animal en peces de cultivo” concluye.

Revise el abstract del estudio titulado “Salmo salar glucocorticoid receptors analyses of alternative splicing variants under stress conditions” aquí.