Perfil de expresión génica de juveniles de Litopenaeus vannamei alimentados con diferentes fuentes de proteínas y detección de genes relacionados con la digestión mediante genómica funcional

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En la actualidad, existen muchas investigaciones que evalúan el efecto de diferentes fuentes de proteínas empleadas en la alimentación del Litopenaeus vannamei. Este estudio confirma que una dieta con harina de cangrejo rojo (en sustitución de la harina de pescado) mejora el crecimiento de los juveniles de L. vannamei, el estado fisiológico, la composición corporal y acelera el crecimiento de los camarones.

El proceso de digestión de los alimentos es una de las funciones más importantes de la fisiología. En este sentido, el análisis de la actividad de las enzimas digestivas resulta una metodología fácil y fiable para la investigación de las necesidades nutricionales y la ecología de la alimentación de los invertebrados marinos.

Los peneidos se adaptan bastante bien a los cambios en la composición de la dieta mediante la inducción de enzimas digestivas sintetizadas y secretadas en el hepatopáncreas. Cousin et al. (1996) afirmaron que la amilasa, además de ser una de las enzimas digestivas más estudiadas en los camarones, es muy eficaz para facilitar el proceso de digestión del almidón de trigo.

En particular, se conoce que la inclusión de harina de cangrejo rojo en la dieta, mejora el crecimiento y la digestibilidad de los nutrientes en el camarón blanco L. vannamei, aunque se desconocen los mecanismos moleculares implicados en este proceso. De allí que, la nutrigenómica resulte una herramienta útil para identificar los genes relacionados con la utilización del alimento.

El objetivo principal de este estudio fue determinar el efecto de la sustitución de la harina de pescado por la harina de cangrejo rojo, en las respuestas transcriptómicas en L. vannamei, mediante el uso de microarreglos heterólogos.

Materiales y métodos

Se realizó un ensayo de alimentación de 31 días con camarones juveniles (0.30 gr de peso medio inicial), en el Campus Pichilingue de la Universidad Autónoma de Baja California Sur. Se probaron dos dietas experimentales: una dieta control, que contenía harina de pescado como principal fuente de proteína y una dieta en la que la harina de pescado fue sustituida por harina de cangrejo rojo. Los tratamientos dietéticos consistieron en cuatro réplicas (tanques de 120 l) con 30 camarones por tanque.

“Para cada tratamiento se determinó el crecimiento (porcentaje de ganancia de peso), la supervivencia, el consumo de alimento y el índice de conversión alimenticia (Fig. 1).”

A los 0 y 31 días de alimentación, se sacrificaron los camarones en estado de intermuda y se tomaron muestras del hepatopáncreas para la extracción de ARN (Trizol) y la síntesis de ADNc mediante el kit Improm II. El ARN se extrajo y se trató con DNAasa para eliminar el exceso de ADN.

Los ADNc de control y experimentales se hibridaron en un microchip heterólogo de la mosca de la fruta Drosophila melanogaster, con el genoma total (15 139 genes). La lectura se realizó en un lector de microarreglos (Genepix 4100 A) y los archivos generados por el lector se procesaron con el software Genepix. Los datos de los grupos de genes regulados al alza o a la baja se analizaron con el software Genarise, estableciendo la puntuación Z en un umbral de 1,5.

La validación de los genes sobreexpresados que codifican enzimas digestivas, se realizó mediante la cuantificación de la expresión de estos genes con qPCR, utilizando SYBR Green BIO-RAD. Se diseñaron cebadores específicos para amilasa, lipasa, tripsina y aminopeptidasa para la qPCR y se utilizó EF1Į (factor de elongación) como gen de referencia.

“Los estudios nutrigenómicos demuestran la importancia del hepatopáncreas en los crustáceos, ya que posee una elevada expresión génica relacionada con la catálisis de los nutrientes y la respuesta tanto a la cantidad como a la calidad de los alimentos.”

Resultados y Discusión

Los resultados del presente experimento confirmaron que el rendimiento del crecimiento de los camarones mejoro significativamente con la inclusión en la dieta de harina de cangrejo rojo, reportando un mayor aumento de peso (P” 0,05) en estos con respecto a los alimentados con la dieta de control (harina de pescado).

Se obtuvo una puntuación Z de 1.5 con un total de 906 genes regulados al alza, de los cuales 366 no tenían identificación y 536 se encontraron con función y anotación. La búsqueda de procesos biológicos relacionados con diferentes genes, dio como resultado 38 genes relacionados con la proteólisis y 14 genes con el metabolismo de los lípidos, que estaban sobreexpresados.

También, se encontraron enzimas asociadas con procesos metabólicos, así como con vías de señalización en los camarones, según la Base de Datos para la Anotación, Visualización y Descubrimiento Integrado (Database for Annotation, Visualization and Integrated Discovery, DAVID).

Los resultados vinculados con la expresión génica, muestran que las principales enzimas digestivas aminopeptidasa, amilasa, lipasa y tripsina se correlacionan bien con los resultados del microarreglo y con el mayor crecimiento obtenido en los camarones alimentados con harina de cangrejo rojo, en comparación con los alimentados con harina de pescado (Fig. 2).

Los estudios nutrigenómicos demuestran la importancia del hepatopáncreas en los crustáceos, ya que posee una elevada expresión génica relacionada con la catálisis de los nutrientes y la respuesta tanto a la cantidad como a la calidad de los alimentos.

Este estudio confirma que la harina de cangrejo rojo mejora el crecimiento de los juveniles de L. vannamei cuando se utiliza para sustituir la harina de pescado en la dieta. Un beneficio adicional, siendo el más importante de la harina de cangrejo rojo, es que mejora el estado fisiológico, la composición corporal y acelera el crecimiento de los camarones, ya que contiene péptidos similares a la insulina y otras moléculas funcionales como enzimas digestivas y antioxidantes.

Esta es una versión resumida desarrollada por el equipo editorial de Panorama Acuícola Magazine del artículo “GENE EXPRESSION PROFILE OF LITOPENAEUS VANNAMEI JUVE- NILES FED DIFFERENT PROTEIN SOURCES AND DETECTION OF DIGESTIVE-RELATED GENES BY FUNCTIONAL GENOMICS” escrito por
J. CARMONA-CONTRERAS, D. TOVARRAMÍREZ, R. CIVERA-CERECEDO, M. ROJAS- CONTRERAS, M.A. CADENA-ROA, H. NOLASCO-SORIA, AND E. GOYTORTÚABORES. La versión original fue publicada en Enero de 2013 a través FISH & SHELLFISH LARVICULTURE SYMPOSIUM.

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