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Publicação
MULTILAYER MOLECULAR NETWORKS SHAPING GOBY FISH PHYSIOLOGICAL RESPONSES TO MARINE HEATWAVES IN INTERTIDAL HABITATS
| Nome: | Descrição: | Tamanho: | Formato: | |
|---|---|---|---|---|
| 4.74 MB | Adobe PDF |
Autores
Orientador(es)
Resumo(s)
Climate change has a profound impact on marine life, through ocean warming, water acidification,
and the loss of essential habitats for various species. One example of climate change-related
phenomena is the surge in marine heatwaves, which are characterized by anomalous increases
in water temperature that can occur over long or short periods. These phenomena are already
common in estuaries and coastal lagoons, making them one of the greatest threats to the species
that inhabit these areas. Pomatochistus microps, a common intertidal fish found between
Morocco to Norway, as well as in the Mediterranean Sea, was selected as biological model of this
study, as there is limited knowledge about the effects of marine heatwaves on fish and their
resilience to climate change. This study aims to analyze the impacts of prolonged marine
heatwaves compared to sequential marine heatwaves on Pomatochistus microps, as well as to
explore the benefits of recovery periods between these waves. The research was RNA-seq-based
transcriptomics and proteomics performed on P.microps muscle. Due to the lack of genomic
annotations for this species, various bioinformatics tools, such as Trinity, were used to assemble
new transcriptomes. An R pipeline was developed to analyze the obtained data. A greater number
of differentially expressed and regulated genes and proteins were identified in fish exposed to two
consecutive heatwaves. HSPs, especially HSP70, and Ubiquitin carboxyl-terminal hydrolase
isozyme L1, showed negative regulation in fish that had a recovery period. Changes in metabolic
pathways, signaling pathways, muscle cell maintenance, and cellular damage repair mechanisms
were identified. Overall, animals that went through a recovery period showed more efficient
acclimation and likely a comparative reduction in damage caused by thermal stress.
A mudança climática tem um impacto profundo na vida marinha, através do aquecimento dos oceanos, acidificação da água e perda de habitats essenciais para várias espécies. Um exemplo de fenómenos relacionados com as alterações climáticas é o aumento de ondas de calor marinhas, que se caracterizam por aumentos anómalos da temperatura da água, podendo ocorrer durante períodos longos ou curtos. Estes fenómenos já são comuns em estuários e lagoas costeiras, tornando-se uma das maiores ameaças para as espécies que habitam estas áreas. Pomatochistus microps, um peixe intertidal comum encontrado entre Marrocos e a Noruega, bem como no Mar Mediterrâneo, foi selecionado como modelo biológico deste estudo, dado o conhecimento limitado sobre os efeitos das ondas de calor marinhas nos peixes e a sua resiliência às mudanças climáticas. Este estudo tem como objetivo analisar os impactos de ondas de calor marinhas prolongadas, comparadas a ondas de calor marinhas sequenciais, em Pomatochistus microps, bem como explorar os benefícios dos períodos de recuperação entre essas ondas. A investigação baseou-se em transcriptómica por RNA-seq e proteómica realizada em músculo de P. microps. Devido à falta de anotações genómicas para esta espécie, várias ferramentas de bioinformática, como o Trinity, foram usadas para montar novos transcriptomas. Foi desenvolvido um pipeline em R para analisar os dados obtidos. Um maior número de genes e proteínas diferencialmente expressos e regulados foi identificado em peixes expostos a duas ondas de calor consecutivas. As proteínas de choque térmico (HSPs), especialmente a HSP70, e a Ubiquitina carboxil-terminal hidrolase isoenzima L1, mostraram uma regulação negativa em peixes que tiveram um período de recuperação. Foram identificadas alterações nas vias metabólicas, vias de sinalização, manutenção das células musculares e nos mecanismos de reparação de danos celulares. No geral, os animais que passaram por um período de recuperação mostraram uma aclimatização mais eficiente e, provavelmente, uma redução comparativa nos danos causados pelo stress térmico.
A mudança climática tem um impacto profundo na vida marinha, através do aquecimento dos oceanos, acidificação da água e perda de habitats essenciais para várias espécies. Um exemplo de fenómenos relacionados com as alterações climáticas é o aumento de ondas de calor marinhas, que se caracterizam por aumentos anómalos da temperatura da água, podendo ocorrer durante períodos longos ou curtos. Estes fenómenos já são comuns em estuários e lagoas costeiras, tornando-se uma das maiores ameaças para as espécies que habitam estas áreas. Pomatochistus microps, um peixe intertidal comum encontrado entre Marrocos e a Noruega, bem como no Mar Mediterrâneo, foi selecionado como modelo biológico deste estudo, dado o conhecimento limitado sobre os efeitos das ondas de calor marinhas nos peixes e a sua resiliência às mudanças climáticas. Este estudo tem como objetivo analisar os impactos de ondas de calor marinhas prolongadas, comparadas a ondas de calor marinhas sequenciais, em Pomatochistus microps, bem como explorar os benefícios dos períodos de recuperação entre essas ondas. A investigação baseou-se em transcriptómica por RNA-seq e proteómica realizada em músculo de P. microps. Devido à falta de anotações genómicas para esta espécie, várias ferramentas de bioinformática, como o Trinity, foram usadas para montar novos transcriptomas. Foi desenvolvido um pipeline em R para analisar os dados obtidos. Um maior número de genes e proteínas diferencialmente expressos e regulados foi identificado em peixes expostos a duas ondas de calor consecutivas. As proteínas de choque térmico (HSPs), especialmente a HSP70, e a Ubiquitina carboxil-terminal hidrolase isoenzima L1, mostraram uma regulação negativa em peixes que tiveram um período de recuperação. Foram identificadas alterações nas vias metabólicas, vias de sinalização, manutenção das células musculares e nos mecanismos de reparação de danos celulares. No geral, os animais que passaram por um período de recuperação mostraram uma aclimatização mais eficiente e, provavelmente, uma redução comparativa nos danos causados pelo stress térmico.
Descrição
Palavras-chave
Climate change Marine heatwaves Pomatochistus microps Transcriptomics Proteomics