Liu B, Lin L, Wang M, Zhang J, Yang Y, Wang HY, Shao C. · International journal of molecular sciences · 2025

Screening and Identification of Hnf1ba-<i>slc12a1</i> Signal Pathway in Response to Low-Salinity Stress in Marine Medaka (<i>Oryzias melastigma</i>).

Resumo em português

Peixes eurihalinos fornecem excelente material para o estudo teórico da adaptabilidade em amplo espectro dos organismos e do uso de ambientes de baixa salinidade e até de água doce, ou ambientes de alta salinidade e água do mar, para a domesticação de peixes. Neste estudo, investigamos os mecanismos moleculares da regulação da pressão osmótica em um peixe eurihalino, o marine medaka (Oryzias melastigma). À medida que o peixe transitou da água do mar para a água doce, as mudanças nos indicadores de estresse (cortisol-COR; malondialdeído-MDA; espécies reativas de oxigênio-ROS; superóxido dismutase-SOD) indicaram que eles gradualmente se adaptaram ao ambiente de água doce. A análise de transcriptoma também mostrou que houve 6850 genes diferencialmente expressos (DEGs) envolvidos no processo. Ao analisar profundamente esses DEGs, selecionamos e identificamos a via de sinalização Hnf1ba- slc12a1 envolvida na regulação da pressão osmótica. Os resultados do ensaio de repórter duplo-luciferase em células HEK293T, assim como um experimento de superexpressão em células de brânquias de O. melastigma cultivadas in vitro, confirmaram que Hnf1ba regula transcricionalmente o gene slc12a1. Ensaios de deleção de fragmentos e de mutagênese direcionada revelaram uma sequência de ligação para Hnf1ba (GATTAATCATTTACT, localizada entre -1877 e -1863) no promotor de slc12a1. Com base nesse resultado, conduzimos um experimento de regulação direcionada no gene slc12a1 utilizando o sistema CRISPR-dCas9 & Sun-Tag. A ativação mais efetiva da expressão do gene slc12a1 foi observada no grupo sgRNA2. Esses resultados ampliam nosso entendimento dos mecanismos de adaptação em peixes tolerantes ao sal e fornecem referência para promover eficientemente a domesticação de peixes adaptados a mudanças de salinidade.

Resumo original em inglês

Euryhaline fishes provide excellent material for the theoretical study of the broad-spectrum adaptability of organisms and the use of low-salinity and even freshwater environments, or high-salinity and seawater environments, for the domestication of fishes. Here, we studied the molecular mechanisms of osmotic pressure regulation in a euryhaline fish, marine medaka ( Oryzias melastigma ). As the fish progressed from seawater to freshwater, the changes in stress indicators (cortisol-COR; malondialdehyde-MDA; reactive oxygen species-ROS; superoxide dismutase-SOD) indicated that they gradually adapted to the freshwater environment. The transcriptome analysis also showed that there were 6850 DEGs (differentially expressed genes) involved in the process. By analyzing these DEGs deeply, we screened and identified the Hnf1ba- slc12a1 signal pathway involved in osmotic pressure regulation. The results of a dual-luciferase reporter assay in HEK293T cells, as well as an overexpression experiment by in vitro cultured gill cells of O. melastigma , confirmed that Hnf1ba transcriptionally regulates the slc12a1 gene. Fragment deletion and site-directed mutagenesis assays revealed a Hnf1ba-binding sequence (GATTAATCATTTACT, located at -1877 to -1863) in the slc12a1 promoter. Based on this result, we conducted a targeted regulation experiment on the slc12a1 gene using the CRISPR-dCas9 & Sun-Tag system. The most effective activation of slc12a1 gene expression was observed in the sgRNA2 group. These results enhance our understanding of adaptation mechanisms in salt-tolerant fish and provide a reference for efficiently promoting the domestication of fish adaptive to salinity changes.

Espécies citadas

• Oryzias melastigma