Developing specific molecular biomarkers for thermal stress in salmonids Flashcards

DOI: https://doi.org/10.1186/s12864-018-5108-9 Autores: Arash Akbarzadeh, Oliver P Günther, Aimee Lee Houde, Shaorong Li, Tobi J Ming, Kenneth M Jeffries,Scott G Hinch5 and Kristina M Miller1 (51 cards)

1
Q

Q: ¿Cuál es el objetivo principal del estudio en el documento?

A

A: Identificar biomarcadores térmicamente sensibles robustos en salmónidos que puedan monitorear firmas fisiológicas moleculares del estrés térmico crónico utilizando muestreo no letal de tejido branquial.

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2
Q

Q: ¿Por qué se consideran los salmones del Pacífico buenos indicadores biológicos de los efectos del calentamiento climático?

A

A: Porque su ciclo de vida anádromo los expone a desafíos ambientales tanto en ambientes marinos como de agua dulce.

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3
Q

Q: ¿Cuáles son los principales tipos de estresores que pueden afectar a los organismos vivos?

A

A: Factores naturales como temperatura, oxígeno, salinidad, pH, desecación y luz ultravioleta, así como factores antropogénicos como metales pesados y contaminación térmica.

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4
Q

Q: ¿Cómo afecta el estrés térmico a los salmónidos a niveles subletales?

A

A: Puede bloquear la migración, reducir el crecimiento, estresar a los peces, aumentar la susceptibilidad a enfermedades, afectar la reproducción y la esmoltificación, y alterar la dominancia competitiva.

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5
Q

Q: ¿Cuántas características de microarrays relacionadas con IDs de genes únicos fueron seleccionadas como candidatos a biomarcadores de estrés térmico crónico?

A

A: Ochenta y dos características de microarrays relacionadas con 39 IDs de genes únicos.

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6
Q

Q: ¿Qué método se utilizó para identificar candidatos a biomarcadores de estrés térmico en el estudio?

A

A: Una combinación de minería de datos de microarrays de varios estudios y minería profunda de la literatura.

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7
Q

Q: ¿Qué tipo de ensayos de expresión génica se desarrollaron para evaluar la actividad de los genes candidatos?

A

A: Ensayos de PCR cuantitativa de transcripción inversa (qRT-PCR).

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8
Q

Q: ¿Cuántos genes únicos mostraron una respuesta fuerte y robusta al estrés térmico crónico?

A

A: Ocho genes, incluyendo dos transcritos de cada SERPINH1 y HSP90AA1, FKBP10, MAP3K14, SFRS2 y EEF2.

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9
Q

Q: ¿Qué genes están incluidos en el panel para detectar el estrés térmico en el salmón?

A

A: SERPINH1, HSP90AA1, FKBP10, MAP3K14, SFRS2 y EEF2.

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10
Q

Q: ¿Cuál es el papel de las proteínas de choque térmico (HSPs) en respuesta al estrés térmico?

A

A: Funcionan como chaperones moleculares para ayudar a replegar proteínas desnaturalizadas y proteger las células del daño por estrés.

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11
Q

Q: ¿Por qué es ventajoso el muestreo no letal de tejido branquial para monitorear el estrés en el salmón?

A

A: El tejido branquial contacta directamente con el entorno externo y puede ser muestreado sin matar al pez, permitiendo medidas repetidas y conservación de la especie.

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12
Q

Q: ¿Cuáles son las implicaciones de las temperaturas ambientales elevadas en organismos ectotermos como los salmónidos?

A

A: Las temperaturas elevadas pueden causar estrés fisiológico, afectar el crecimiento y desarrollo, y aumentar las tasas de mortalidad.

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13
Q

Q: ¿Qué plataforma de alta capacidad se menciona como útil para evaluar la expresión génica en la investigación del salmón?

A

A: La plataforma Fluidigm BioMark™.

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14
Q

Q: ¿Cómo reaccionan típicamente los genes de respuesta al choque térmico al estrés térmico?

A

A: Son regulados al alza para ayudar a mitigar los efectos de las temperaturas elevadas en las funciones celulares.

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15
Q

Q: ¿Cuál es la importancia del gen SERPINH1 en la respuesta al estrés térmico?

A

A: SERPINH1 codifica una proteína de choque térmico que ayuda en el plegamiento adecuado del colágeno bajo condiciones de estrés.

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16
Q

Q: ¿Cómo contribuye el gen HSP90AA1 a la respuesta al estrés térmico en el salmón?

A

A: HSP90AA1 codifica una proteína de choque térmico involucrada en el plegamiento, estabilización y degradación de proteínas bajo estrés.

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17
Q

Q: ¿Qué papel juega el gen FKBP10 en la respuesta al estrés térmico?

A

A: FKBP10 codifica una proteína que actúa como chaperón en la biosíntesis de colágeno y ayuda a mantener la homeostasis celular bajo estrés.

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18
Q

Q: ¿Cuál es la función del gen MAP3K14 en la respuesta al estrés térmico?

A

A: MAP3K14 codifica una quinasa involucrada en vías de transducción de señales que regulan las respuestas inmunes y la supervivencia celular bajo estrés.

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19
Q

Q: Describe el papel del gen SFRS2 en el estrés térmico.

A

A: SFRS2 codifica un factor de empalme que ayuda a regular la expresión génica a nivel de ARN durante condiciones de estrés.

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20
Q

Q: ¿Qué codifica el gen EEF2 y cuál es su papel en el estrés térmico?

A

A: EEF2 codifica una proteína involucrada en la fase de elongación de la síntesis de proteínas y es crítica para mantener la producción de proteínas bajo estrés.

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21
Q

Q: ¿Cómo se relaciona el estrés oxidativo con el estrés térmico en salmónidos?

A

A: El estrés térmico puede aumentar la producción de especies reactivas de oxígeno, llevando a daño oxidativo y la necesidad de defensas antioxidantes mejoradas.

22
Q

Q: ¿Cuál es la importancia de los genes de biosíntesis de proteínas en la respuesta al estrés térmico?

A

A: Son cruciales para mantener la producción y reparación de proteínas durante periodos de temperaturas elevadas.

23
Q

Q: ¿Por qué se dirige específicamente el tejido branquial para monitorear el estrés térmico en el salmón?

A

A: Porque el tejido branquial está en contacto directo con el entorno externo y refleja el estado fisiológico del pez bajo condiciones de estrés.

24
Q

Q: ¿Cómo afecta la exposición prolongada al estrés térmico a la supervivencia a largo plazo de los salmónidos?

A

A: La exposición prolongada reduce las reservas de energía, aumenta la susceptibilidad a enfermedades y disminuye las posibilidades generales de supervivencia.

25
Q: ¿Cuáles son los beneficios de usar qRT-PCR para el análisis de expresión génica en estudios de estrés térmico?
A: qRT-PCR es sensible, específica y permite la cuantificación de los niveles de expresión génica en respuesta al estrés.
26
Q: ¿Cómo se validaron los genes candidatos a biomarcadores de estrés térmico en el estudio?
A: Evaluando su expresión en salmón sockeye y chinook desafiados térmicamente utilizando qRT-PCR.
27
Q: ¿Qué son los chaperones moleculares y cuál es su papel en el estrés térmico?
A: Los chaperones moleculares son proteínas que asisten en el plegamiento adecuado de otras proteínas, previniendo la agregación y manteniendo la función celular durante el estrés.
28
Q: ¿Cuál es la importancia de identificar un panel de biomarcadores de estrés térmico?
A: Proporciona un medio confiable para detectar el estrés térmico en salmones capturados en el campo, lo que puede ayudar en los esfuerzos de monitoreo y conservación.
29
Q: ¿Por qué se está volviendo popular la secuenciación de ARN (RNA-seq) para estudios de expresión génica?
A: RNA-seq puede medir la actividad de todos los genes en una muestra, proporcionando información completa sobre los patrones de expresión génica.
30
Q: ¿Cuál es el papel de la minería de textos en la identificación de biomarcadores de estrés térmico?
A: La minería de textos ayuda a identificar genes y proteínas relevantes de la literatura que están asociados con respuestas al estrés térmico.
31
Q: ¿Cómo influye el estrés térmico en la expresión de genes involucrados en la estabilización de ARN y regulación transcripcional?
A: El estrés térmico puede regular al alza estos genes para asegurar la estabilidad y la regulación adecuada del ARN, lo cual es crucial para la síntesis de proteínas y la función celular.
32
Q: ¿Cuál es el impacto del estrés térmico en la homeostasis de iones en los salmónidos?
A: El estrés térmico puede alterar el equilibrio iónico, llevando a estrés fisiológico y la necesidad de mecanismos regulatorios para restaurar la homeostasis.
33
Q: ¿Cómo ayudan los cambios en la expresión génica a los salmónidos a enfrentar temperaturas elevadas?
A: La alteración de la expresión génica permite la producción de proteínas de respuesta al estrés, antioxidantes y otras moléculas que protegen contra el daño térmico.
34
Q: ¿Cuál es el papel de la PCR cuantitativa de transcripción inversa (qRT-PCR) en la validación de biomarcadores?
A: qRT-PCR se utiliza para medir los niveles de expresión de los biomarcadores candidatos, confirmando su relevancia y robustez en respuesta al estrés
35
Q: ¿Por qué es importante identificar biomarcadores que respondan específicamente al estrés térmico?
A: Los biomarcadores específicos permiten la detección y monitoreo precisos del estrés térmico, diferenciándolo de otros tipos de estrés ambiental.
36
Q: ¿Cómo expone su ciclo de vida anádromo a los salmones del Pacífico a desafíos ambientales?
A: Su migración entre ambientes de agua dulce y marina los somete a variaciones de temperatura, salinidad y otros factores estresantes.
37
Q: ¿Cuáles son las consecuencias del estrés térmico subletal en la reproducción de los salmónidos?
A: Puede afectar las funciones reproductivas, llevando a un éxito de desove reducido y menores tasas de supervivencia de la descendencia.
38
Q: ¿Cómo afecta el estrés térmico la dominancia competitiva de los salmónidos?
A: Los peces estresados pueden tener menos energía y rendimiento, haciéndolos menos competitivos por recursos y parejas.
39
Q: ¿Por qué es importante el desarrollo de una herramienta basada en biomarcadores de alta capacidad para la conservación del salmón?
A: Permite la evaluación rápida y a gran escala del estrés en poblaciones de salmón, ayudando en estrategias de manejo y conservación.
40
Q: ¿Cuáles son las aplicaciones potenciales de los biomarcadores de estrés térmico identificados en estudios de campo?
Q: ¿Cuáles son las aplicaciones potenciales de los biomarcadores de estrés térmico identificados en estudios de campo?
41
Q: ¿Cómo proporcionan los cambios en la expresión génica en respuesta al estrés térmico información sobre la fisiología de los peces?
A: Revelan las vías moleculares y mecanismos que se activan para enfrentar el estrés, mejorando nuestra comprensión de la biología y resiliencia de los peces.
42
Q: ¿Cuál es el papel del muestreo no destructivo en la investigación de biomarcadores de estrés?
A: Permite medidas repetidas y monitoreo a largo plazo de peces individuales sin dañarlos, importante para la conservación y la investigación.
43
Q: ¿Cómo influye el estrés térmico en la respuesta inmune de los salmónidos?
A: El estrés térmico puede modular la expresión de genes relacionados con la inmunidad, afectando potencialmente la capacidad del pez para combatir infecciones.
44
Q: ¿Cuáles son los beneficios de combinar paneles de biomarcadores individuales en una sola herramienta diagnóstica?
A: Aumenta la fiabilidad y robustez de la detección del estrés, proporcionando una evaluación más completa del estado fisiológico del pez.
45
Q: ¿Cómo contribuyen los hallazgos de este estudio a nuestra comprensión de los impactos del cambio climático en especies acuáticas?
A: Proporcionan evidencia molecular de cómo las temperaturas crecientes afectan la fisiología de los peces, ayudando a predecir y mitigar los efectos del cambio climático en los ecosistemas acuáticos.
46
Q: ¿Cuál es la importancia de las vías de degradación de proteínas en respuesta al estrés térmico?
A: Ayudan a eliminar proteínas dañadas y mantener la función celular, crucial para la supervivencia bajo condiciones de estrés.
47
Q: ¿Cómo aborda el estudio el desafío del estrés térmico en diferentes especies de salmón?
A: Identificando biomarcadores comunes que responden al estrés térmico en múltiples especies de salmónidos, proporcionando una herramienta universal para monitorear el estrés.
48
Q: ¿Cuál es la importancia de estudiar el estrés térmico crónico en lugar del estrés agudo?
A: El estrés crónico refleja cambios ambientales a largo plazo y su impacto sostenido en la fisiología de los peces, lo que es más relevante para comprender respuestas ecológicas y evolutivas.
49
Q: ¿Cómo pueden usarse los biomarcadores identificados para evaluar la efectividad de los esfuerzos de conservación?
A: Monitoreando los cambios en la expresión de biomarcadores en respuesta a mejoras ambientales o intervenciones, indicando el éxito de las estrategias de conservación.
50
Q: ¿Qué futuras direcciones de investigación sugiere el estudio para los biomarcadores de estrés térmico?
A: Validación adicional en diferentes contextos ambientales, desarrollo de técnicas de muestreo no letal e integración con otros datos fisiológicos y ecológicos para una evaluación integral del estrés.
51