Structural and functional divergence of two fish aquaporin-1 water channels following teleost-specific gene duplication

<p>Abstract</p> <p>Background</p> <p>Teleost radiation in the oceans required specific physiological adaptations in eggs and early embryos to survive in the hyper-osmotic seawater. Investigating the evolution of aquaporins (AQPs) in these vertebrates should help to elucidate how mechanisms for water homeostasis evolved. The marine teleost gilthead sea bream (<it>Sparus aurata</it>) has a mammalian aquaporin-1 (AQP1)-related channel, termed AQP1o, with a specialized physiological role in mediating egg hydration. However, teleosts have an additional AQP isoform structurally more similar to AQP1, though its relationship with AQP1o is unclear.</p> <p>Results</p> <p>By using phylogenetic and genomic analyses we show here that teleosts, unlike tetrapods, have two closely linked AQP1 paralogous genes, termed <it>aqp1a </it>and <it>aqp1b </it>(formerly AQP1o). In marine teleosts that produce hydrated eggs, <it>aqp1b </it>is highly expressed in the ovary, whereas in freshwater species that produce non-hydrated eggs, <it>aqp1b </it>has a completely different expression pattern or is not found in the genome. Both Aqp1a and Aqp1b are functional water-selective channels when expressed in <it>Xenopus laevis </it>oocytes. However, expression of chimeric and mutated proteins in oocytes revealed that the sea bream Aqp1b C-terminus, unlike that of Aqp1a, contains specific residues involved in the control of Aqp1b intracellular trafficking through phosphorylation-independent and -dependent mechanisms.</p> <p>Conclusion</p> <p>We propose that 1) Aqp1a and Aqp1b are encoded by distinct genes that probably originated specifically in the teleost lineage by duplication of a common ancestor soon after divergence from tetrapods, 2) Aqp1b possibly represents a neofunctionalized AQP adapted to oocytes of marine and catadromous teleosts, thereby contributing to a water reservoir in eggs and early embryos that increases their survival in the ocean, and 3) Aqp1b independently acquired regulatory domains in the cytoplasmatic C-terminal tail for the specific control of Aqp1b expression in the plasma membrane.</p

The zebrafish genome encodes the largest vertebrate repertoire of functional aquaporins with dual paralogy and substrate specificities similar to mammals

Background: Aquaporins are integral membrane proteins that facilitate the transport of water and small solutes across cell membranes. These proteins are vital for maintaining water homeostasis in living organisms. In mammals, thirteen aquaporins (AQP0-12) have been characterized, but in lower vertebrates, such as fish, the diversity, structure and substrate specificity of these membrane channel proteins are largely unknown. Results: The screening and isolation of transcripts from the zebrafish (Danio rerio) genome revealed eighteen sequences structurally related to the four subfamilies of tetrapod aquaporins, i.e., aquaporins (AQP0, -1 and -4), water and glycerol transporters or aquaglyceroporins (Glps; AQP3 and AQP7-10), a water and urea transporter (AQP8), and two unorthodox aquaporins (AQP11 and -12). Phylogenetic analyses of nucleotide and deduced amino acid sequences demonstrated dual paralogy between teleost and human aquaporins. Three of the duplicated zebrafish isoforms have unlinked loci, two have linked loci, while DrAqp8 was found in triplicate across two chromosomes. Genomic sequencing, structural analysis, and maximum likelihood reconstruction, further revealed the presence of a putative pseudogene that displays hybrid exons similar to tetrapod AQP5 and -1. Ectopic expression of the cloned transcripts in Xenopus laevis oocytes demonstrated that zebrafish aquaporins and Glps transport water or water, glycerol and urea, respectively, whereas DrAqp11b and -12 were not functional in oocytes. Contrary to humans and some rodents, intrachromosomal duplicates of zebrafish AQP8 were water and urea permeable, while the genomic duplicate only transported water. All aquaporin transcripts were expressed in adult tissues and found to have divergent expression patterns. In some tissues, however, redundant expression of transcripts encoding two duplicated paralogs seems to occur. Conclusion: The zebrafish genome encodes the largest repertoire of functional vertebrate aquaporins with dual paralogy to human isoforms. Our data reveal an early and specific diversification of these integral membrane proteins at the root of the crown-clade of Teleostei. Despite the increase in gene copy number, zebrafish aquaporins mostly retain the substrate specificity characteristic of the tetrapod counterparts. Based upon the integration of phylogenetic, genomic and functional data we propose a new classification for the piscine aquaporin superfamily

New insights into molecular pathways associated with flatfish ovarian development and atresia revealed by transcriptional analysis

<p>Abstract</p> <p>Background</p> <p>The Senegalese sole (<it>Solea senegalensis</it>) is a marine flatfish of increasing commercial interest. However, the reproduction of this species in captivity is not yet controlled mainly because of the poor knowledge on its reproductive physiology, as it occurs for other non-salmonid marine teleosts that exhibit group-synchronous ovarian follicle development. In order to investigate intra-ovarian molecular mechanisms in Senegalese sole, the aim of the present study was to identify differentially expressed genes in the ovary during oocyte growth (vitellogenesis), maturation and ovarian follicle atresia using a recently developed oligonucleotide microarray.</p> <p>Results</p> <p>Microarray analysis led to the identification of 118 differentially expressed transcripts, of which 20 and 8 were monitored by real-time PCR and in situ hybridization, respectively. During vitellogenesis, many up-regulated ovarian transcripts had putative mitochondrial function/location suggesting high energy production (NADH dehydrogenase subunits, cytochromes) and increased antioxidant protection (selenoprotein W2a), whereas other regulated transcripts were related to cytoskeleton and zona radiata organization (zona glycoprotein 3, alpha and beta actin, keratin 8), intracellular signalling pathways (heat shock protein 90, Ras homolog member G), cell-to-cell and cell-to-matrix interactions (beta 1 integrin, thrombospondin 4b), and the maternal RNA pool (transducer of ERBB2 1a, neurexin 1a). Transcripts up-regulated in the ovary during oocyte maturation included ion transporters (Na⁺-K⁺-ATPase subunits), probably required for oocyte hydration, as well as a proteinase inhibitor (alpha-2-macroglobulin) and a vesicle calcium sensor protein (extended synaptotagmin-2-A). During follicular atresia, few transcripts were found to be up-regulated, but remarkably most of them were localized in follicular cells of atretic follicles, and they had inferred roles in lipid transport (apolipoprotein C-I), chemotaxis (leukocyte cell-derived chemotaxin 2,), angiogenesis (thrombospondin), and prevention of apoptosis (S100a10 calcium binding protein).</p> <p>Conclusion</p> <p>This study has identified a number of differentially expressed genes in the ovary that were not previously found to be regulated during ovarian development in marine fish. Specifically, we found evidence, for the first time in teleosts, of the activation of chemoattractant, angiogenic and antiapoptotic pathways in hypertrophied follicular cells at the onset of ovarian atresia.</p

Multiple platform assessment of the EGF dependent transcriptome by microarray and deep tag sequencing analysis

<p>Abstract</p> <p>Background</p> <p>Epidermal Growth Factor (EGF) is a key regulatory growth factor activating many processes relevant to normal development and disease, affecting cell proliferation and survival. Here we use a combined approach to study the EGF dependent transcriptome of HeLa cells by using multiple long oligonucleotide based microarray platforms (from Agilent, Operon, and Illumina) in combination with digital gene expression profiling (DGE) with the Illumina Genome Analyzer.</p> <p>Results</p> <p>By applying a procedure for cross-platform data meta-analysis based on RankProd and GlobalAncova tests, we establish a well validated gene set with transcript levels altered after EGF treatment. We use this robust gene list to build higher order networks of gene interaction by interconnecting associated networks, supporting and extending the important role of the EGF signaling pathway in cancer. In addition, we find an entirely new set of genes previously unrelated to the currently accepted EGF associated cellular functions.</p> <p>Conclusions</p> <p>We propose that the use of global genomic cross-validation derived from high content technologies (microarrays or deep sequencing) can be used to generate more reliable datasets. This approach should help to improve the confidence of downstream <it>in silico </it>functional inference analyses based on high content data.</p

aGEM: an integrative system for analyzing spatial-temporal gene-expression information

Motivation: The work presented here describes the ‘anatomical Gene-Expression Mapping (aGEM)’ Platform, a development conceived to integrate phenotypic information with the spatial and temporal distributions of genes expressed in the mouse. The aGEM Platform has been built by extending the Distributed Annotation System (DAS) protocol, which was originally designed to share genome annotations over the WWW. DAS is a client-server system in which a single client integrates information from multiple distributed servers

Calendariu científicu escolar 2024 (asturianu)

El proyecto “Calendario Científico Escolar 2024” ha consistido en la elaboración de un calendario dirigido al alumnado de educación primaria y secundaria obligatoria. Cada día se ha recogido un aniversario científico o tecnológico como, por ejemplo, nacimientos de personas de estos ámbitos o conmemoraciones de hallazgos destacables. Además, el calendario se acompaña de una guía didáctica con orientaciones para el aprovechamiento educativo transversal del calendario en las clases, incluyendo actividades adaptadas a cada rango de edad y al alumnado con necesidades especiales. Se trata de la cuarta edición de este proyecto de divulgación científica.Consejo Superior de Investigaciones Científicas; Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades; Instituto de Ganadería de Montaña (IGM, CSIC-ULE); Delegación del CSIC en Castilla y León; Universidad de León; Casa de la Ciència de Valencia (CSIC); Cátedra de Cultura Científica de la Universidad del País Vasco/ Euskal Herriko Unibertsitatea (UPV/EHU); University of California-Davis; Academia de la Llingua Asturiana; Federación Española de Esperanto; Teagasc; Universidad de Granada; Universidad de Zaragoza; Casa Árabe; CSIC Delegació a Catalunya; CCULT.org; Museo Didáctico e Interactivo de Ciencias de la Vega Baja del Segura (MUDIC VBS-CV); Universidad Miguel Hernández; Unidade de Divulgación Científica e Cultural – Universidade da Coruña; Asociación Cultural Nogará ReligadaInstituto Geológico y Minero de España (IGME); Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología de Salamanca (IRNASA); Centro de Biología Molecular Severo Ochoa (CBMSO); Instituto Español de Oceanografía (IEO); Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentaria (INIA); Museo Nacional de Ciencias Naturales (MNCN); Centre d'Estudis Avançats de Blanes (CEAB); Institut d’Investigació en Intel.ligéncia Artificial (IIIA); Institut de Microelectrònica de Barcelona - Centre Nacional de Microelectrònica (IMB-CNM); Institut de Ciències del Mar (ICM, CSIC). Discapacitodos; Mujeres con Ciencia; Comisión Mujeres y Ciencia de la Sociedad Geológica de España; Asociación Española para el Avance de la Ciencia (AEAC); PRISMA – Asociación para la diversidad afectivo-sexual y de género en ciencia, tecnología e innovación; Círculo Escéptico; Universitat de les Illes Balears (UIB); Asociaţia Secular-Umanistă din România; Civiencia; Universidad Autónoma de Madrid; Evento Ciencia; Europa Laica; Canaima; Universitat Autònoma de Barcelona; Fundación Odón de BuenPeer reviewe

Calendário Científico Escolar 2024 (português-BR)

El proyecto “Calendario Científico Escolar 2024” ha consistido en la elaboración de un calendario dirigido al alumnado de educación primaria y secundaria obligatoria. Cada día se ha recogido un aniversario científico o tecnológico como, por ejemplo, nacimientos de personas de estos ámbitos o conmemoraciones de hallazgos destacables. Además, el calendario se acompaña de una guía didáctica con orientaciones para el aprovechamiento educativo transversal del calendario en las clases, incluyendo actividades adaptadas a cada rango de edad y al alumnado con necesidades especiales. Se trata de la cuarta edición de este proyecto de divulgación científica.Consejo Superior de Investigaciones Científicas; Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades; Instituto de Ganadería de Montaña (IGM, CSIC-ULE); Delegación del CSIC en Castilla y León; Universidad de León; Casa de la Ciència de Valencia (CSIC); Cátedra de Cultura Científica de la Universidad del País Vasco/ Euskal Herriko Unibertsitatea (UPV/EHU); University of California-Davis; Academia de la Llingua Asturiana; Federación Española de Esperanto; Teagasc; Universidad de Granada; Universidad de Zaragoza; Casa Árabe; CSIC Delegació a Catalunya; CCULT.org; Museo Didáctico e Interactivo de Ciencias de la Vega Baja del Segura (MUDIC VBS-CV); Universidad Miguel Hernández; Unidade de Divulgación Científica e Cultural – Universidade da Coruña; Asociación Cultural Nogará ReligadaInstituto Geológico y Minero de España (IGME); Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología de Salamanca (IRNASA); Centro de Biología Molecular Severo Ochoa (CBMSO); Instituto Español de Oceanografía (IEO); Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentaria (INIA); Museo Nacional de Ciencias Naturales (MNCN); Centre d'Estudis Avançats de Blanes (CEAB); Institut d’Investigació en Intel.ligéncia Artificial (IIIA); Institut de Microelectrònica de Barcelona - Centre Nacional de Microelectrònica (IMB-CNM); Institut de Ciències del Mar (ICM, CSIC). Discapacitodos; Mujeres con Ciencia; Comisión Mujeres y Ciencia de la Sociedad Geológica de España; Asociación Española para el Avance de la Ciencia (AEAC); PRISMA – Asociación para la diversidad afectivo-sexual y de género en ciencia, tecnología e innovación; Círculo Escéptico; Universitat de les Illes Balears (UIB); Asociaţia Secular-Umanistă din România; Civiencia; Universidad Autónoma de Madrid; Evento Ciencia; Europa Laica; Canaima; Universitat Autònoma de Barcelona; Fundación Odón de BuenPeer reviewe

Zientzia eskola egutegia 2024 (euskara)

El proyecto “Calendario Científico Escolar 2024” ha consistido en la elaboración de un calendario dirigido al alumnado de educación primaria y secundaria obligatoria. Cada día se ha recogido un aniversario científico o tecnológico como, por ejemplo, nacimientos de personas de estos ámbitos o conmemoraciones de hallazgos destacables. Además, el calendario se acompaña de una guía didáctica con orientaciones para el aprovechamiento educativo transversal del calendario en las clases, incluyendo actividades adaptadas a cada rango de edad y al alumnado con necesidades especiales. Se trata de la cuarta edición de este proyecto de divulgación científica.Consejo Superior de Investigaciones Científicas; Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades; Instituto de Ganadería de Montaña (IGM, CSIC-ULE); Delegación del CSIC en Castilla y León; Universidad de León; Casa de la Ciència de Valencia (CSIC); Cátedra de Cultura Científica de la Universidad del País Vasco/ Euskal Herriko Unibertsitatea (UPV/EHU); University of California-Davis; Academia de la Llingua Asturiana; Federación Española de Esperanto; Teagasc; Universidad de Granada; Universidad de Zaragoza; Casa Árabe; CSIC Delegació a Catalunya; CCULT.org; Museo Didáctico e Interactivo de Ciencias de la Vega Baja del Segura (MUDIC VBS-CV); Universidad Miguel Hernández; Unidade de Divulgación Científica e Cultural – Universidade da Coruña; Asociación Cultural Nogará ReligadaInstituto Geológico y Minero de España (IGME); Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología de Salamanca (IRNASA); Centro de Biología Molecular Severo Ochoa (CBMSO); Instituto Español de Oceanografía (IEO); Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentaria (INIA); Museo Nacional de Ciencias Naturales (MNCN); Centre d'Estudis Avançats de Blanes (CEAB); Institut d’Investigació en Intel.ligéncia Artificial (IIIA); Institut de Microelectrònica de Barcelona - Centre Nacional de Microelectrònica (IMB-CNM); Institut de Ciències del Mar (ICM, CSIC). Discapacitodos; Mujeres con Ciencia; Comisión Mujeres y Ciencia de la Sociedad Geológica de España; Asociación Española para el Avance de la Ciencia (AEAC); PRISMA – Asociación para la diversidad afectivo-sexual y de género en ciencia, tecnología e innovación; Círculo Escéptico; Universitat de les Illes Balears (UIB); Asociaţia Secular-Umanistă din România; Civiencia; Universidad Autónoma de Madrid; Evento Ciencia; Europa Laica; Canaima; Universitat Autònoma de Barcelona; Fundación Odón de BuenPeer reviewe

Calandario scientifico escolar 2024 (aragonés)

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Scienca lerneja kalendaro 2024 (esperanto)

El proyecto “Calendario Científico Escolar 2024” ha consistido en la elaboración de un calendario dirigido al alumnado de educación primaria y secundaria obligatoria. Cada día se ha recogido un aniversario científico o tecnológico como, por ejemplo, nacimientos de personas de estos ámbitos o conmemoraciones de hallazgos destacables. Además, el calendario se acompaña de una guía didáctica con orientaciones para el aprovechamiento educativo transversal del calendario en las clases, incluyendo actividades adaptadas a cada rango de edad y al alumnado con necesidades especiales. Se trata de la cuarta edición de este proyecto de divulgación científica.Consejo Superior de Investigaciones Científicas; Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades; Instituto de Ganadería de Montaña (IGM, CSIC-ULE); Delegación del CSIC en Castilla y León; Universidad de León; Casa de la Ciència de Valencia (CSIC); Cátedra de Cultura Científica de la Universidad del País Vasco/ Euskal Herriko Unibertsitatea (UPV/EHU); University of California-Davis; Academia de la Llingua Asturiana; Federación Española de Esperanto; Teagasc; Universidad de Granada; Universidad de Zaragoza; Casa Árabe; CSIC Delegació a Catalunya; CCULT.org; Museo Didáctico e Interactivo de Ciencias de la Vega Baja del Segura (MUDIC VBS-CV); Universidad Miguel Hernández; Unidade de Divulgación Científica e Cultural – Universidade da Coruña; Asociación Cultural Nogará ReligadaInstituto Geológico y Minero de España (IGME); Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología de Salamanca (IRNASA); Centro de Biología Molecular Severo Ochoa (CBMSO); Instituto Español de Oceanografía (IEO); Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentaria (INIA); Museo Nacional de Ciencias Naturales (MNCN); Centre d'Estudis Avançats de Blanes (CEAB); Institut d’Investigació en Intel.ligéncia Artificial (IIIA); Institut de Microelectrònica de Barcelona - Centre Nacional de Microelectrònica (IMB-CNM); Institut de Ciències del Mar (ICM, CSIC). Discapacitodos; Mujeres con Ciencia; Comisión Mujeres y Ciencia de la Sociedad Geológica de España; Asociación Española para el Avance de la Ciencia (AEAC); PRISMA – Asociación para la diversidad afectivo-sexual y de género en ciencia, tecnología e innovación; Círculo Escéptico; Universitat de les Illes Balears (UIB); Asociaţia Secular-Umanistă din România; Civiencia; Universidad Autónoma de Madrid; Evento Ciencia; Europa Laica; Canaima; Universitat Autònoma de Barcelona; Fundación Odón de BuenPeer reviewe