Functional Divergence of Type 2 Deiodinase Paralogs in the Atlantic Salmon
Highlights
• •The Salmo salar genome harbors six deiodinase paralogs
• •Two type 2 deiodinase (dio2) paralogs diverged within the salmonid lineage
• •Dio2a expression responds to seawater exposure and dio2b to photoperiod
• •Dio2a in the gill is associated with the metabolic response to osmotic stress
Summary
Thyroid hormone (TH) is an ancestral signal linked to seasonal life history transitions throughout vertebrates. TH action depends upon tissue-localized regulation of levels of active TH (triiodothyronine, T3), through spatiotemporal expression of thyroid hormone deiodinase (dio) genes. We investigated the dio gene family in juvenile Atlantic salmon (Salmo salar) parr, which prepare for seaward migration in the spring (smoltification) through TH-dependent changes in physiology. We identified two type 2 deiodinase paralogs, dio2a and dio2b, responsible for conversion of thyroxine (T4) to T3. During smoltification, dio2b was induced in the brain and gills in zones of cell proliferation following increasing day length. Contrastingly, dio2a expression was induced in the gills by transfer to salt water (SW), with the magnitude of the response proportional to the plasma chloride level. This response reflected a selective enrichment for osmotic response elements (OREs) in the dio2a promoter region. Transcriptomic profiling of gill tissue from fish transferred to SW plus or minus the deiodinase inhibitor, iopanoic acid, revealed SW-induced increases in cellular respiration as the principal consequence of gill dio2 activity. Divergent evolution of dio2 paralogs supports organ-specific timing of the TH-dependent events governing the phenotypic plasticity required for migration to sea.
http://www.sciencedirect.com/science/ar ... 2215001499
Vertaald artikel met behulp van Google Translate"We have been able to demonstrate for the first that genes controlling thyroid hormones play a role in the previously mysterious migratory behaviour of wild salmon."
25 March 2015
Wetenschappers nemen een sprong voorwaarts in het verklaren van mysterieuze trektocht van wilde zalm
Als we ons voorbereiden om te wennen aan de verschuivende daglengte veroorzaakt door de verandering in klokken, heeft een team van wetenschappers ontdekten hoe veranderingen in het licht worden gebruikt in de voltooiing van een van de meest verbazingwekkende trekkende ritten van de natuur.
Onderzoekers van de universiteiten van Aberdeen en Tromsø (Noorwegen) hebben een sprong voorwaarts in het begrijpen genomen hoe de wilde zalm te weten wanneer te beginnen om van de beken en rivieren waarin ze worden voortgebracht tot de zee - een reis die hen kan nemen honderden mijlen door verraderlijke wateren gevuld met roofdieren.
Hun studie, gefinancierd door de Biologie en Biotechnologie Sciences Research Council (BBSRC), blijkt voor het eerst dat een unieke set van genen controleren deze mysterieuze trekgedrag, die wordt gevolgd door een spectaculair thuiskomst aan dezelfde beek waar ze geboren zijn
Professor Sam Martin, van de Universiteit van Aberdeen, zei: "We weten dat de verandering in de daglengte in het voorjaar is van belang voor de Atlantische zalm te weten wanneer is het juiste moment om te beginnen met het maken van de reis.
"We zijn erin geslaagd om aan te tonen voor het eerst dat de genen die schildklierhormonen spelen een rol bij de eerder mysterieuze trekgedrag van wilde zalm geweest.
"De timing van deze migratie heeft zeer precies te zijn als de jonge zalmen nodig heeft om het zout in te voeren wanneer ze volledig zijn aangepast aan het mariene milieu, maar er is slechts een korte tijd raam toen ze kunnen overleven in zowel zoet als zout water.
"Om roofdieren te vermijden en te laten samenvallen met rijke voeding uit de kust, alle zalm van een rivier proberen de zee samen te gaan.
"Inzicht in hoe zij in staat zijn om dit te doen is een van de grote mysteries van de natuurlijke wereld, maar door de combinatie van onze expertise in seizoensgebonden biologie en vis fysiologie we in staat om een nieuw licht te werpen op het fenomeen zijn geweest."
Hun bevindingen, gepubliceerd in het tijdschrift Current Biology blijkt dat twee genen, een op de kieuwen en de overige in de hersenen, werken samen om een cue voor de jonge zalm genoemd jonge zalm, hun ongelooflijke reis initiëren.
Professor Martin toegevoegd: "Wat wij hebben ontdekt is dat er twee vormen van genen voor het activeren schildklierhormoon. De eerste vorm werkt in de hersenen en reageert op de verandering in de daglengte, waarvan wij denken gedragsveranderingen veroorzaakt in jonge zalm de migratie initiëren.
"De tweede vorm van het gen wordt veranderd in de kieuw zodra de vis voer het zoute water. De kieuwen in zalm zijn van vitaal belang voor het regelen van de zoutbalans in de vis, evenals zuurstofopname. "
Professor David Hazlerigg, van de Universiteit van Tromsø zei dat de bevindingen had de potentie om ons begrip van andere soortgelijke trekkende ritten te verhogen.
"Wat deze bevindingen te presenteren ons met een uiterst interessante nieuwe inzichten in het evolutionaire proces," voegde hij eraan toe.
"De trekkende levensstijl, waarin jonge vissen migreren van hun geboorte stromen naar zee, voer groeien en terug te keren jaar later als volwassenen, is een van de mysteries van de natuur, maar er zijn vele anderen.
"Beter begrip van dit fenomeen kan ook leiden de weg voor verder leren in de migratie veranderingen die andere dieren te maken."
Bron: Universiteit van Aberdeen
.