Caracterización bioquímica y genómica de las respuestas inducidas por lípidos de la dieta durante el desarrollo larvario del lenguado senegalés (Solea senegalensis, Kaup 1858)

Abstract

Los lípidos desempeñan un papel clave en el desarrollo de las larvas marinas aunque algunas clases lipídicas y ácidos grasos las deben adquirir a través de la dieta debido a su capacidad limitada para biosintetizarlos. El objetivo general de esta tesis ha sido el estudio de los principales mecanismos que usan las larvas de lenguado senegalés (Solea senegalensis) implicados en el manejo de los lípidos dietarios para su movilización, transporte y utilización de forma eficiente con el fin de lograr un óptimo crecimiento y un desarrollo adecuado de órganos y tejidos. Los resultados obtenidos indican que los estadios larvarios pelágicos son capaces de regular el transporte y el metabolismo lipídico en función del contenido en triacilglicéridos y ácidos grasos de la dieta y de esta forma evitar su acumulación en el intestino al tiempo de proporcionar la suficiente energía requerida para un óptimo crecimiento con un impacto positivo en la supervivencia larvaria. Además, las larvas pre-metamórficas necesitan acumular triacilglicéridos, ácido oleico y fosfatidilcolina para realizar adecuadamente la transformación metamórfica. Para la correcta movilización de lípidos, las larvas regulan de forma coordinada un amplio conjunto de apolipoproteínas, componentes clave de las lipoproteínas. En esta tesis, se han identificado y caracterizado a nivel molecular la apoA-I, cuatro parálogos codificantes para la apoA-IV, tres parálogos para la apoB, la apoC-I, la apoC-II, dos parálogos para la apoE, cinco parálogos para la apoD y la apo14 en lenguado senegalés. El estudio de sintenia de las apoA, apoC, y apoE ha permitido confirmar que la mayoría de estos genes (excepto la apoA-I) se agrupan en clusters en el genoma y definir un modelo sobre la evolución de esta compleja familia de genes. Los patrones de expresión mostraron diferencias durante el desarrollo y por su regulación con la dieta lo que ha permitido dividirlas en tres grupos: i) apolipoproteínas expresadas principalmente en el sistema digestivo y capa sincitial vitelina que se activan con la alimentación externa (apoA-IVAa1, apoA-IVAa2, apoA-IVBa3, apoA-IVBa4, apoB-I, apoB-II, apoB-III , ApoC-I, apoC-II, apoEa y apo14) y que juegan un papel clave en el transporte y movilización de lípidos desde el intestino, destacando la apoA-IVBa3 por la movilización de lípidos endógenos durante el desarrollo; ii) apolipoproteínas de expresión ubicua en tejidos con un papel en el metabolismo local de lípidos en el tejido nervioso y respuesta inmune (apoA-I, apoEb); iii) apolipoproteínas atípicas (apoD-I, apoD-II, apoD-III, apoD-IV y apoD-V) con patrones de expresión en tejidos tales como páncreas, ojo, vejiga natatoria, neuromastos, tejido olfativo y que podrían jugar un papel en distintas funciones regulatorias relacionadas con moléculas de naturaleza lipídica.

Lipids play a key role in marine larvae development although some lipid classes and fatty acids must be acquired through the diet due to their limited capacity to biosynthesize them. The general objective of this thesis is the study of main mechanisms used by Senegalese sole (Solea senegalensis) larvae involved in the management of dietary lipids for their mobilization, transport and efficient utilization in order to achieve an optimum growth and adequate development of organs and tissues. The results obtained indicate that pelagic larval stages are able to regulate the lipid transport and metabolism based on dietary triacylglycerides and fatty acids content and thus avoid their accumulation in the intestine as well as providing the sufficient energy required for an optimum growth with a positive impact on larval survival. In addition, pre-metamorphic larvae need to accumulate triacylglycerides, oleic acid and phosphatidylcholine to perform properly the metamorphic transformation. For a correct lipid mobilization, larvae regulate coordinately a wide range of apolipoproteins, key components of lipoproteins. In this thesis, apoA-I, four paralogs encoding for apoA-IV, three paralogs for apoB, apoC-I, apoC-II, two paralogs for apoE, five paralogs for apoD and apo14 have been identified and characterized at molecular level in Senegalese sole. Synteny study of apoA, apoC, and apoE has confirmed that most of these genes (except apoA-I) were clustered in the genome and define a model for this complex gene family evolution. The expression patterns showed differences during development and its regulation with diet, which has allowed to split them into three groups: i) apolipoproteins expressed mainly in the digestive system and yolk syncytial layer that are activated with external feeding (apoA-IVAa1, ApoA-IVAa2, apoA-IVBa3, apoA-IVBa4, apoB-I, apoB-II, apoB-III, ApoC-I, apoC-II, apoEa and apo14) and play a key role in lipid transport and mobilization from the intestine, highlighting the apoA-IVBa3 by the mobilization of endogenous lipids during development; ii) apolipoproteins with ubiquitous expression in tissues with a role in local lipid metabolism in nervous tissue and immune response (apoA-I, apoEb); iii) atypical apolipoproteins (apoD-I, apoD-II, apoD-III, apoD-IV and apoD-V) with expression patterns in tissues such as pancreas, eye, swim bladder, neuromasts and olfactory tissue that could play a role in different regulatory functions related with molecules of lipid nature.