Modelli di emolinfa di aminoacidi liberi nell'artemia salina Artemia franciscana dopo tre giorni di inedia a diverse salinità (2023)

Le tendenze globali di salinizzazione presentano un urgente bisogno di metodi per monitorare la salute dell'ecosistema acquatico e caratterizzare i fattori di stress noti ed emergenti per i corpi idrici che stanno diventando sempre più salini. I metodi di metabolomica ambientale che combinano misurazioni quantitative dei livelli di metaboliti e analisi statistiche multivariate sono potenti strumenti per accertare gli impatti biologici e identificare potenziali biomarcatori di esposizione. Proponiamo l'utilizzo del crostaceo acquatico marino,Artemia francescana, come organismo modello per la metabolomica ambientale negli ecosistemi di acqua salata.Artemiasono una buona scelta per saggi di ecotossicità e analisi metabolomiche perché hanno un breve ciclo di vita, la loro emolinfa è ricca di metaboliti e tollerano un ampio range di salinità. In questo lavoro esploriamo il potenziale diArtemia francescanaper la metabolomica ambientale attraverso l'esposizione all'erbicida ad ampio spettro, il glifosato. La LC₅₀per un'esposizione di 48 ore di Roundup^®è stato determinato essere 237 ± 23 ppm glifosato nel Roundup^®formulazione.Artemiale cisti sono state schiuse ed esposte a concentrazioni di glifosato sub-letali di 1,00, 10,0, 50,0 o 100 ppm di glifosato in Roundup^®. Abbiamo profilato 48 oreArtemiaestratti utilizzando¹H NMR e GC-MS. La perturbazione metabolica dose-dipendente era evidente per diversi metaboliti utilizzando analisi univariate e multivariate. Metaboliti significativamente influenzati da Roundup^®l'esposizione includeva aspartato, formiato, betaina, glucosio, tirosina, fenilalanina, gadusolo e isopropilammina. L'analisi del percorso biochimico con il database KEGG suggerisce una compromissione del metabolismo dei carboidrati e dell'energia, il metabolismo di un carbonio mediato dai folati,Artemiamuta e sviluppo e metabolismo microbico.

Le serpine sono una famiglia di inibitori della serina proteasi che sono coinvolti in numerosi processi fisiologici e sono noti per regolare le vie immunitarie innate. Per far avanzare la nostra comprensione del loro ruolo inP. camtschaticus, una specie commercialmente significativa, abbiamo clonato e caratterizzato una serpina di questa specie, denominata serpina PC, che ha effetti anticoagulanti e anticomplemento sul sangue umano. Abbiamo scoperto che la serpina PC è una proteina secreta con una tipica struttura primaria simile alla serpina che è simile ad altre serpine di crostacei conosciute. È stato scoperto che il serpin PC ricombinante ha attività inibitoria contro la tripsina cationica bovina specifica per R/K. La reazione procede attraverso la formazione di un complesso covalente stabile della peptidasi con il residuo P1 R383 della serpina PC. Questa interazione è caratterizzata da una costante di inibizione globale relativamente elevata k_culo=(2,3±0,7)×10⁶M^-1S^-1e un SI di 4,7 ± 0,8. La localizzazione delle proteine ​​mediante western blotting ha mostrato che la serpina PC è presente nei muscoli e, in misura minore, nel cuore, mentre è trascritta prevalentemente negli emociti e nel cuore. Attraverso il profilo dell'attività della peptidasi di emociti e plasma, abbiamo scoperto che la serpina PC inibisce almeno due attività specifiche di R/K e ha dimostrato che inibisce l'induzione dell'attività della fenolossidasi (PO) negli emociti.

Litopenaeus vannamei, uno dei più importanti crostacei eurialini, è coltivato in acqua di mare, acqua salmastra e acqua dolce in tutto il mondo. Abbiamo eseguito il sequenziamento dell'RNA Illumina diL. vannameibranchie, generando 124.914.870; 119.250.450; e 105.487.350 letture grezze dai gamberi coltivati ​​rispettivamente in acqua di mare, acqua salmastra e acqua dolce. Da queste letture, 466.293 trascrizioni eranoAncoraassemblato e annotato. L'analisi genomica comparativa ha mostrato che 1752 geni erano espressi in modo significativamente differenziato nel gruppo di acqua dolce rispetto al gruppo di acqua di mare, inclusi 1242 geni sovraregolati e 510 sottoregolati. Inoltre, 1246 geni sono stati espressi in modo differenziato nel gruppo salmastro rispetto al gruppo di acqua di mare, inclusi 659 geni sovraregolati e 587 sottoregolati. Questi geni differenzialmente espressi erano principalmente coinvolti nel metabolismo energetico, nel metabolismo delle sostanze, nel trasporto di ioni e nella trasduzione del segnale e nel processo genetico. L'analisi dell'arricchimento del pathway Gene Ontology e Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes è stata utilizzata per analizzare il significato funzionale dei geni differenzialmente espressi, inclusi quelli che rispondono alla salinità attraverso diverse funzioni e processi biologici e numerosi potenziali geni associati alla risposta osmotica.L. vannameile risposte alle tre salinità coltivate sono state analizzate utilizzando il sequenziamento di nuova generazione. Il database trascrizionale stabilito dalla ricerca attuale si aggiunge alle informazioni disponibili suL. vannameie i risultati ampliano la nostra conoscenza delle basi molecolari dei meccanismi di osmoregolazione in questa specie.

Ecotossicologia e sicurezza ambientale, volume 189, 2020, articolo 109957

La grande ombrina gialla (Larimichthys crocea) è uno dei pesci economici marini più importanti della costa sudorientale della Cina. Tuttavia, lo stress da ipossia diventa un grave ostacolo allo sviluppo benigno diL.croceaindustria. Per comprendere il meccanismo del metabolismo energetico adattato all'ipossia, abbiamo analizzato il trascrittoma e la fisiologia diL.croceafegato in risposta allo stress da ipossia per diverse durate. Abbiamo ottenuto 243.756.080 letture pulite, di cui l'83,38% è stato mappato con successo al genoma di riferimento diL.crocea. L'analisi della mappa termica ha mostrato che i geni che codificano per gli enzimi coinvolti nella glicolisi/gluconeogenesi erano significativamente sovraregolati in vari punti temporali. Inoltre, i geni che codificano per gli enzimi correlati al ciclo del citrato, alla fosforilazione ossidativa e al metabolismo degli aminoacidi erano significativamente sottoregolati a 6 e 24 ore, ma sovraregolati a 48 e 96 ore. Il cambiamento del fegato nei processi fisiologici, compreso il metabolismo respiratorio, e le attività degli enzimi del metabolismo dei carboidrati hanno mostrato una tendenza simile. I risultati hanno rivelato che il metabolismo respiratorio diL.croceaera principalmente anaerobico entro 24 ore dallo stress da ipossia e il metabolismo aerobico era dominante dopo 24 ore. Il metabolismo dei carboidrati svolge un ruolo cruciale nell'approvvigionamento energetico e il metabolismo degli aminoacidi è un importante elemento di supporto per far fronte allo stress da ipossia acuta. Non vi è stato alcun cambiamento significativo nell'utilizzo dei lipidi in condizioni di stress acuto a breve termine. Questo studio aumenta la nostra comprensione del meccanismo del metabolismo energetico della risposta all'ipossia nei pesci e fornisce una risorsa utile perL.croceagenetica e allevamento.

Scienza dell'ambiente totale, volume 844, 2022, articolo 157258

Questo studio ha esplorato gli effetti di diversi livelli di stress ipotonico sulla capacità antiossidante, sulla composizione microbica e sull'espressione genica diMacrobrachium rosembergiipost-larve. La salinità del gruppo di controllo era 15 ‰ (S15) e i gruppi di stress ipotonico includevano tre livelli di 10 ‰ (S10), 8 ‰ (S8) e 6 ‰ (S6). Diversi livelli di stress ipotonico hanno causato danni ossidativi nelle post-larve, evidenziati dalla diminuzione della superossido dismutasi (SOD) e del radicale libero anione anti-superossido (ASAFR). Hanno aumentato i livelli di malondialdeide (MDA), ossido nitrico (NO) e ossido nitrico sintasi inducibile (iNOS). L'analisi microbiologica ha mostrato che diversi livelli di stress ipotonico modificavano significativamente la composizione e la diversità microbica. La composizione microbica nell'ambiente acquatico in cui vivevano le larve era diversa dalle post-larve. I batteri patogeni, compresiVibrioneEFlavobatterio, erano abbondanti in S6. L'analisi del trascrittoma ha mostrato 2, 7967, 297 DEG, inclusi 1, 3564, 27 geni up-regolati e 1, 4403, 270 geni down-regolati nei gruppi S10, S8 e S6, rispettivamente. I risultati dell'arricchimento KEGG hanno mostrato che le vie immunitarie e correlate al metabolismo del glucosio sono state arricchite in modo significativo. L'analisi della rete di correlazione ha dimostrato strette interazioni tra parametri antiossidanti, microbi e geni espressi in modo differenziato. In conclusione, lo stress ipotonico ha ridotto la capacità antiossidante, causato danno ossidativo e alterato la composizione microbicaM. rosembergiipost-larve. Inoltre, quando la salinità è inferiore all'8‰, lo stress ipotonico compromette il sistema immunitarioM. rosembergiipost-larve.

Scienza dell'ambiente totale, volume 782, 2021, articolo 146738

Il riscaldamento climatico sta causando una rapida espansione spaziale delle pozze oceaniche calde dalle latitudini equatoriali verso quelle subtropicali. Gli abitanti sedentari della barriera corallina nelle aree colpite saranno quindi intrappolati in regimi di alta temperatura, che potrebbero diventare la "nuova normalità". In questo studio, abbiamo usato il pesce pagliaccioAmphiprion ocellariscome organismo modello per studiare i meccanismi di adattamento termico dei pesci di barriera e determinare in che modo l'alta temperatura influisce su molteplici aspetti lipidici che influenzano la fisiologia e la tolleranza termica. Abbiamo esposto il novellame a due diverse condizioni sperimentali, implementate nell'arco di 28 giorni: temperature medie dell'acqua tropicale (26 °C, controllo) o temperature medie della piscina calda (30 °C). Abbiamo quindi eseguito diverse analisi sui muscoli del pesce e sui tessuti epatici: i) contenuto lipidico totale (%), ii) perossidi lipidici, iii) profili di acidi grassi, iv) vie metaboliche lipidiche e v) peso come metrica della condizione corporea. I risultati hanno mostrato che la capacità di immagazzinamento dei lipidi inA. ocellarisnon è stato influenzato dalla temperatura elevata, anche in presenza di perossidi lipidici in entrambi i tessuti valutati. Inoltre, i profili degli acidi grassi non rispondevano alla temperatura elevata e le reti metaboliche lipidiche erano di conseguenza ben conservate. Coerentemente con questi risultati, non abbiamo osservato cambiamenti nel peso del pesce a temperature elevate. C'erano, tuttavia, differenze nei profili degli acidi grassi tra i tipi di tessuto e nel tempo. Il fegato ha mostrato un potenziamento del metabolismo dell'acido α-linolenico e linoleico, che è un percorso importante nella segnalazione e modulazione della risposta allo stress sui cambiamenti ambientali. Le oscillazioni temporali nei profili degli acidi grassi sono molto probabilmente correlate a fattori intrinseci come la crescita, che porta alla mobilitazione di riserve energetiche tra diversi tessuti nel tempo in base alle esigenze dell'organismo. Sulla base di questi risultati, proponiamo che la stabilità dei profili degli acidi grassi e delle vie metaboliche dei lipidi possa essere un'importante caratteristica di adattamento termico dei pesci esposti ad ambienti riscaldati.

Scienza e tecnologia dei mangimi per animali, volume 263, 2020, articolo 114462

È stato condotto un esperimento di 25 giorni per valutare l'effetto dei livelli di proteine ​​alimentari sulla crescita, la sopravvivenza, gli enzimi digestivi e la sintesi proteica del post-larvaleLitopenaeus vannamei. I gamberi bianchi post-larvali (peso medio iniziale 2,1 mg) sono stati alimentati con cinque diete isoenergetiche contenenti livelli gradienti di proteine ​​(456, 469,9, 484,6, 501,4, 512,9 g/kg). I risultati hanno indicato che 501,4 g/kg di proteine ​​nella dieta hanno aumentato la sopravvivenza del gambero bianco post-larvale. Il tasso di crescita speciale (SGR) e l'aumento di peso (WG) non hanno mostrato differenze tra ciascun gruppo. Il contenuto proteico di tutto il corpo è aumentato con le proteine ​​alimentari aumentate a 484,6 g/kg. Anche i livelli relativi di mRNA di tripsina e chimotripsina sono aumentati con l'aumento delle proteine ​​alimentari a 484,6 g/kg. Le espressioni di mRNA della proteina legante 4E del fattore di inizio della traduzione eucariotica (TOR) e della rapamicina (4EBP) erano significativamente più elevate nei gamberi alimentati con 484,6 g/kg di proteine ​​alimentari rispetto ad altri gruppi. L'espressione dell'mRNA di due importanti fattori di inizio della traduzione fattore di inizio della traduzione eucariotica 4E (eIF4E) e fattore di inizio della traduzione eucariotica 3k (eIF3k) è stata aumentata con l'aumento dei livelli proteici nella dieta. Anche l'espressione di tre geni correlati allo stress del reticolo endoplasmatico (ER) (eIF2α, XBP1 e ATF4) è aumentata con l'aumento delle proteine ​​alimentari a 484,6 g/kg. Questi risultati hanno indicato chiaramente che una corretta alimentazione proteica ha migliorato la sopravvivenza e migliorato la sintesi proteica del gambero bianco post larvale. L'analisi di regressione quadratica basata sulla sopravvivenza ha indicato che il livello ottimale di proteine ​​nella dieta del gambero bianco post-larvale era di 495,8 g/kg.

Rapporti sull'acquacoltura, volume 21, 2021, articolo 100967

È stato condotto uno studio di alimentazione di otto settimane per studiare gli effetti delle fonti dietetiche di carboidrati sulle prestazioni di crescita, sul contenuto di glicogeno nei tessuti, sulla via di segnalazione dell'insulina, sul trasporto epatico del glucosio e sul metabolismo nei giovani granchi nuotatori.Portunus trituberculatus). Quattro diete sperimentali isonitrogene (circa il 45,4% di proteine ​​grezze) e isolipidiche (circa il 9,0% di lipidi grezzi) sono state formulate per contenere amido di mais, amido di frumento, destrina e fecola di patate. Ogni dieta è stata assegnata in modo casuale a gruppi triplici di 30 giovani granchi nuotatori (circa 5,6 ± 0,1 g) che sono stati immagazzinati in cestini di plastica rettangolari. I risultati hanno indicato che i granchi alimentati con diete a base di amido di mais, amido di frumento e destrina avevano un peso corporeo finale (FBW), un aumento di peso (WG), un tasso di crescita specifico (SGR) e un'efficienza alimentare (FE) significativamente più elevati rispetto a quelli alimentati con una dieta a base di fecola di patate . Tuttavia, i granchi nutriti con una dieta a base di fecola di patate avevano il più alto apporto di mangime (FI) tra tutti i trattamenti. I granchi alimentati con diete a base di amido di mais, amido di frumento e destrine hanno mostrato un contenuto di glicogeno nei tessuti e di ATP significativamente più elevato nell'epatopancreatico rispetto a quelli alimentati con una dieta a base di fecola di patate. La più bassa concentrazione di ormone insulino-simile e iperglicemico è stata osservata nei granchi alimentati con una dieta a base di fecola di patate. I livelli di espressione relativi più bassi di PK, FBpase, PEPCK, GLUT1, GLUT2, GK, G6PDH, 6PGDH, ACC, IGF1R, PI3K e FOXO si sono verificati nei granchi alimentati con una dieta a base di destrina. In conclusione, il granchio che nuota potrebbe utilizzare meglio l'amido di mais, l'amido di frumento e la destrina, tuttavia l'amido di patate non è adatto come fonte di carboidrati. I risultati hanno dimostrato che il rapporto amilosio/amilopectina nelle diete era positivamente correlato con i livelli di espressione dei geni correlati al metabolismo dei glicolipidi, al trasporto del glucosio e alla via dell'insulina.

Biochimica e fisiologia comparate Parte A: Fisiologia molecolare e integrativa, Volume 170, 2014, pp. 1-5

Sono state utilizzate microiniezioni di acido chinurenico e acido kainico nel nucleo viscerale generale (nGV), omologo al nucleo del mammifero tractus solitarius del midollo, in pesci gatto anestetizzati che respirano spontaneamente per identificare le aree centrali e i meccanismi che controllano la frequenza cardiaca normossica a riposo e la pressione sanguigna e le risposte cardiovascolari all'ipossia. L'acido chinurenico, un antagonista dei recettori ionotropici del glutammato, ha ridotto significativamente la frequenza cardiaca normossica a riposo, ma non ha bloccato la bradicardia associata all'ipossia acquatica. Anche l'acido kainico (un agonista eccitotossico del recettore glutamatergico) ha ridotto significativamente la frequenza cardiaca normossica, ma ha bloccato la bradicardia indotta dall'ipossia. Né l'acido chinurenico né le microiniezioni di acido kainico hanno influenzato la pressione sanguigna in normossia o ipossia. I risultati di questo studio indicano che i recettori glutamatergici nell'nGV sono coinvolti nel mantenimento della frequenza cardiaca a riposo e la distruzione di questi neuroni con acido kainico abolisce la bradicardia associata all'ipossia acquatica.