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Portuguese to English: Sexual definition of Tilapia General field: Science Detailed field: Biology (-tech,-chem,micro-)
Source text - Portuguese A definição fenotípica do sexo dos peixes pode ser influenciada por alterações na via de biossíntese do estrogênio, sendo causadas por administração de hormônios ou através da temperatura, como utilizado para reversão sexual em muitas espécies.
Em tilápia (Oreochromis niloticus) a determinação e a diferenciação sexual estão respectivamente sob controle cromossômico (XX e XY) e sob fatores desencadeantes ambientais (Delvin e Nagahama, 2002).
Embora os mecanismos exatos envolvidos na diferenciação natural do sexo ainda não estejam bem elucidados, hormônios esteróides desempenham um papel fundamental no desenvolvimento gonadal e na diferenciação sexual dos peixes (BIBLIO).
A aromatase (Citocromo P-450) é a enzima que catalisa a desnaturação (aromatização) do anel A dos androgênios C19 e os converte em estrogênios C18. Neste processo, o metil 19 é então removido (Simpson et al., 1994). Esta enzima é ligada à membrana, localizada no retículo endoplasmático das células produtoras de estrógeno dos ovários, placenta, testículos, tecido adiposo e encefálico.
A enzima é codificada pelo gene CYP19 e atua na formação do complexo nadph-ferri-hemoproteína redutase no sistema do citocromo P-450 (Simpson et al., 1994). Em peixes, a aromatase é predominantemente expressa nas gônadas e no cérebro.
O fato desta enzima fazer parte da rota de síntese do estrogênio, um hormônio ligado à reprodução, leva pesquisadores a estudarem como a expressão diferencial deste gene pode influenciar na proporção entre machos e fêmeas, no processo de diferenciação sexual.
Os peixes teleósteos expressam dois subtipos de cDNA do gene CYP19, a chamada aromatase ovariana (CYP19a) e a aromatase cerebral (CYP19b). Em espécies como truta arco-íris (Oncorhynchus mykiss) (BIBLIO), alabote do atlântico (Hippoglossus hippoglossus) (Matsuoka et al., 2006), tilápia (Oreochromis niloticus) (Tsai et al., 2001), zebrafish (Danio rerio) (Kishida e Callard, 2001), tainha (Mugil brasiliensis) (Nocillado et al., 2007), catfish (Ictalurus punctatus) (Trant, 1994) e medaka (Oryzias latipes) (Fukada et al., 1996) as duas isoformas foram isoladas de CYP19 , sendo a aromatase ovariana proveniente de clonagem a partir de ovários e a aromatase cerebral isolada a partir do tecido cerebral. Em contraste, em espécies como goldfish (Carassius auratus) (Gelinas et al., 1998) e rosy red (Pimephales promelas) (Halm et al., 2001) foi isolada somente a aromatase cerebral também a partir do tecido cerebral.
A expressão gênica da aromatase ovariana é diferenciada conforme o período de exposição a diferentes temperaturas, após a fertilização. Esta expressão também é variável ao longo do período de diferenciação do sexo e, além disso, estudos indicam que as temperaturas elevadas regulam a expressão do gene da aromatase, ou de fatores de transcrição responsáveis pela expressão do gene durante a diferenciação sexual em peixes (BIBLIO). Em tilápia do Nilo, temperaturas elevadas (±35°C) direcionam a reversão sexual para indivíduos fenotipicamente machos e temperaturas ambientais (±25°C), a reversão sexual se dá de forma equilibrada, onde metade dos indivíduos torna-se fêmeas e a outra metade machos.
Os primeiros padrões de expressão gênica de CYP19a podem ser detectados cerca de 30 dpf (dias após a fertilização) em truta arco-íris (Vizziano et al., 2007). No caso da tilápia, altos níveis estão presentes em fêmeas e baixos níveis em machos, conforme sugerem alguns autores (BIBLIO).
No sentido de entender melhor a ação da temperatura no processo de diferenciação sexual de tilápia o objetivo deste estudo é avaliar o efeito das temperaturas de 25°C e 35°C sobre a expressão da aromatase ovariana durante o período de reversão sexual em tilápia do Nilo.
Translation - English The phenotypic definition of sex in fish can be influenced by changes in the biosynthetic pathway of estrogen, caused either through the supply of hormones or through the use of temperature with the objective of sex reversal in many species.
In Tilapia (Oreochromis niloticus), the definition and differentiation of sex are respectively controlled by cromossomes (XX and XY) and by environmental factors (Delvin & Nagahama, 2002).
Although the exact mechanisms involved in the natural definition of sex are yet to be clarified, we know that steroid hormones play a fundamental role in gonad development and sexual differentiation of fish (BIBLIO).
Aromatase (Cytochrome P-450) is the enzyme that catalyzes the denaturation (aromatization) of the A ring of C19 androgens and converts them into C18 estrogens. Methyl-19 is also removed in this process (Simpson et al., 1994). This enzyme attaches itself to the membrane, located in the endoplasmic reticulum of estrogen producing cells of ovaria, placenta, testis, adipose and encephalic tissue. It is encoded by the CYP19 gene and it works on the formation of the nadph-ferrihemoprotein reductase complex in the Cytochrome P-450 system (Simpson et al., 1994). In fish, aromatase is predominantly expressed in the gonads and the brain.
The fact that this enzyme is part of the estrogen synthesis pathway, a reproductive hormone, leads researchers to study how the differential expression of this gene can influence the proportion of males and females in the process of sexual reversion.
Teleostean fish express two cDNA subtypes of the CYP19 gene: the ovarian aromatase (CYP19a) and the brain aromatase (CYP19b). In species like the rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) (BIBLIO), the atlantic halibut (Hippoglossus hippoglossus) (Matsuoka et al., 2006), the nile tilapia (Oreochromis niloticus) (Tsai et al., 2001), the zebrafish (Danio rerio) (Kishida e Callard, 2001), the Lebranche mullet (Mugil brasiliensis) (Nocillado et al., 2007), the catfish (Ictalurus punctatus) (Trant, 1994) and the japanese medaka (Oryzias latipes) (Fukada et al., 1996) the two isoforms of the CYP19 have already been isolated. The ovarian aromatase was obtained through cloning of ovaria and the brain aromatase was isolated from brain tissue. In species like the goldfish (Carassius auratus) (Gelinas et al., 1998) and the rosy red strain of fathead minnow (Pimephales promelas) (Halm et al., 2001) only brain aromatase was isolated, which was also obtained from brain tissue.
The gene expression of ovarian aromatase is regulated according to the period of exposure to different temperatures post-fertilization. This expression also changes throughout the period of sex differentiation. Previous studies show that high temperatures regulate aromatase gene expression, or of transcription factors responsible for gene expression during sex differentiation in fish (BIBLIO). In the Nile tilapia, exposure to high temperatures (±35°C) drives sexual differentiation towards phenotypic males, while at environmental temperatures (±25°C) sexual differentiation is more balanced, with half of the individuals becoming females and the other half males.
The first patterns of gene expression of CYP19a can be detected around 30 DPF (days post fertilization) in the rainbow trout (Vizziano et al., 2007). In the case of the Nile tilapia, high levels of gene expression are present in females while they remain low in males, according to some authors (BIBLIO).
Aiming to improve our knowledge on the action of temperature in the process of sexual differentiation of tilapia, the objective of this study was to evaluate the effect of temperatures at 25°C and at 35°C on the expression of ovarian aromatase during the period of sexual reversion in this species.
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