Desenvolvimento de transgenes para estudos de crescimento em zebrafish (Danio rerio)

Abstract

A aquacultura tem sido alvo crescente de investimentos. Para maximizar a produtividade deste setor, peixes transgênicos com taxas de crescimento elevadas foram criados pela superexpressão do hormônio do crescimento. Em 2012, um estudo demonstrou crescimento rápido em zebrafish (Danio rerio) induzido pela ação constitutiva do receptor do hormônio do crescimento (GHR) de forma hormônio-independente, abrindo novas possibilidades de alterações genéticas com aplicações na aquacultura. A ação constitutiva e menor taxa de degradação de receptores do eixo somatotrófico já foi descrita em culturas celulares de mamíferos, e a análise de seus efeitos no crescimento de peixes pode se tornar uma ferramenta de grande interesse comercial. No presente estudo, três conformações distintas do GHR e uma do receptor do Fator de Crescimento tipo-Insulina I (IGF1R) foram analisadas pelas suas possibilidades em aumentar as taxas de crescimento. Para o GHR foram utilizadas as mutações S246C e V253C, que parecem manter o receptor constitutivamente ativo; o GHR com os domínios extracelular e justamembrana substituídos por um zíper de leucina seguido de três resíduos de alanina, que causa uma ativação do receptor de forma hormônio-independente; o GHR com a mutação P442T, minimizando a degradação desta proteína; e o receptor de IGF1 constitutivamente ativo pela inserção da região extracelular do receptor CD8 na região transmembrana deste, agindo de forma análoga ao GHR com zíper de leucina. Desta forma, foram criados quatro vetores de expressão, com as conformações de receptores descritas acima, com objetivo de alcançar um crescimento elevado e efeitos colaterais negativos reduzidos na aquacultura.

Aquaculture has been target of increasing investment. In order to maximize aquaculture productivity transgenic fish have been created with enhanced growth by overexpressing growth hormone (GH) from a transgene. In 2012, a study reported a hormone-free increased growth in zebrafish (Danio rerio) by constitutively activating the growth hormone receptor (GHR), opening a new set of genetic manipulations with possible applications to aquaculture. Constitutively active and low degradations rate receptor had been reported in mammal cellular cultures, the use of those receptors in fish could reveal itself as tools of great commercial interest. In our study, three genetic manipulations to the GHR and one to the IGF1R have been examined for growth enhancement ability in zebrafish. There were GHR S246C and V253C activation mutations; a constitutively active GHR with 3 alanine residues above the transmembrane domain below a leucine zipper; a P495T GHR, which minimizes the receptor degradation; and a constitutively active IGF1R with the CD8 extracelular domain above the transmembrane domain. Here, these 4 constructs were made, described as above, as a mean to achieve maximum growth in aquaculture and reduced side effects.