Dissertação de mestrado, Biologia Marinha, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade do Algarve, 2017 Epigenetics is major regulatory mechanism in teleosts. In this work, five paralog genes for the methyltransferases dnmt3 and one gene encoding for dnmt1 in the flatfish Solea senegalensis were identified. The spatiotemporal expression patterns of dnmt1, dnmt3aa, dnmt3ab and dnmt3bb.1 during early development and adults tissues were established. In early larval stages, the dnmt genes showed distinct expression patterns although all of them were detected in neural organs and dnmt3aa appeared specifically in muscle. In juveniles, the four dnmt genes were expressed in brain and organs with proliferating cells and involved in hematopoiesis such as kidney, spleen or gills and low expressed in muscle. In order to assess the regulation of the dnmt genes, embryos were exposed to 5-aza-2’-deoxycytidine, an inhibitor of Dnmt activity, observing a down-regulation of dntm1 and up-regulation of dntm3aa that suggest a regulatory feedback to compensate the inhibition of Dnmt activity. Moreover, the short- and long-term effects of incubation temperatures on methyltransferases expression and growth performance were also studied. Embryos incubated at low temperature (16ºC) until hatching increased the expression of dnmt3aa with respect to those incubated at 20ºC just at hatch. When temperature treatments were applied in lecithotrophic larval stages, a higher expression of dnmt3aa and dnmt3ab genes of larvae incubated at 16ºC with respect to 20ºC as also observed. In contrast, when long-term effects of incubation temperatures were evaluated, dnmt3aa and dnmt3bb.1 transcript levels were significantly higher in those individuals incubated at 20ºC in metamorphic stages. Growth performance trials in metamorphosis period demonstrated that embryos incubated at 16ºC showed a compensatory growth during the pelagic stages although metamorphosis progress was delayed. However, during juvenile pre-ongrowing stages, a retarded growth was observed in those juveniles from embryos incubated at 16ºC with respect to 18ºC and 20ºC, demonstrating an inverse relationship between incubation temperature and development. No effect on sex ratios was determined. Overall, these data demonstrate the importance of incubation temperature in sole to modulate the growth in juveniles and the muscle-specific form dnmt3aa as the most responsive gene to temperature through different developmental stages. These results for thermal reprogramming have an important impact in sole aquaculture. Na aquacultura, diversas condições ambientais, tais como a temperatura, o oxigénio, a alimentação e a luz, são suscetíveis de modular a regulação epigenética durante o desenvolvimento embrionário e larval. A metilação do ADN é uma marca epigenética importante em muitos organismos que envolve alterações na expressão de genes alvo sem alterar a sequência de ADN. Este mecanismo de silenciamento génico é catalisado por enzimas denominadas ADN metiltransferases (Dnmt’s) que interferem com a ligação dos complexos proteicos responsáveis pela transcrição. No presente estudo foram identificados cinco genes parálogos de dnmt3 (dnmt3aa, dnmt3ab, dnmt3ba, dnmt3bb.1 e dnmt3bb.2) e um gene dnmt1 no linguado Senegalês (Solea senegalensis). Na análise filogenética realizada o gene dnmt1 aparece altamente conservado em teleósteos, intimamente relacionado com os ortólogos de tetrápodes e altamente divergente dos parálogos de dnmt3, sugerindo uma conservação funcional do dnmt1 ao longo da evolução dos vertebrados. Por outro lado os genes dnmt3aa, dnmt3ab dnmt3bb.2 e dnmt3ba surgem como clusters de linhagens específicas de peixes. Esta filogenia coincide com a descrita anteriormente para genes dnmt. Foram caracterizados os padrões de expressão espaciotemporais durante o desenvolvimento larval e de tecidos adultos de quatro dos seis genes identificado: dnmt1, dnmt3aa, dnmt3ab e dnmt3bb.1. Durante os estágios de desenvolvimento larval mais precoces, as expressões dos genes dnmt foram detetadas principalmente em órgãos neurais, em diferentes componentes do olho e no intestino, através da técnica de hibridação in situ de larvas inteiras (WISH). Estes resultados corroboram estudos realizados em peixe-zebra. Particularmente, o gene dnmt3aa foi caracterizado por um padrão de expressão específico de músculo, não identificado previamente em outras espécies de peixe. A deteção de um padrão de expressão a nível muscular tem um elevado impacto na aquacultura devido a um possível papel na miogénese e consequente influencia nos traços de qualidade da carne. Para além da sua função em estágios precoces de desenvolvimento em peixes, estudos anteriores demonstraram que os genes dnmt são igualmente detetados em tecidos adultos. A análise quantitativa por qPCR da expressão dos genes dnmt em tecidos de juvenis deste trabalho demonstrou elevados níveis de expressão no cérebro e em órgãos de elevada proliferação celular e relacionados com hematopoiese (como fígado, baço ou guelras), tendo-se observado menores níveis de expressão em músculo, o que sugere a sua participação ativa na regulação da diferenciação celular. A alteração nos padrões de expressão relativamente aos observados em estágios larvais suporta a hipótese que estes genes podem apresentar diferentes funções em tecidos com respostas temporais transientes. De modo a estudar a regulação dos genes dnmt, embriões em fase de gátrula foram expostos a duas concentrações diferentes de um inibidor de Dnmt’s, o 5-AzaCdR (10μM e 50μM) e incubados durante 24h. Foram observadas uma diminuição na expressão do gene dntm1 e uma sobre-expressão do gene dntm3aa a 50 μM, indicando a possível atuação de um feedback regulatório de forma a compensar a inibição da atividade das Dnmt’s. Os resultados dos tratamentos com 5-AzaCdR sugerem que os genes dnmt3aa, dnmt3bb.1 e dnmt1 são diferencialmente regulados pelo mecanismo de metilação de ADN. A temperatura tem um impacto significativo nas fases de desenvolvimento precoces dos organismos poiquilotérmicos. Este fator modula a plasticidade fenotípica das larvas, influenciando as taxas metabólicas e de crescimento, o armazenamento de energia e a reprogramação epigenética relacionada com a determinação sexual e o desenvolvimento muscular. São cada vez mais as evidências de que a temperatura é um fator que afeta diretamente os níveis de metilação do ADN em teleósteos. Neste trabalho foram também avaliados os efeitos da temperatura de incubação a curto e longo prazo na expressão das metiltransferases e no crescimento do linguado. Ovos fertilizados de linguado Senegalês no início da fase de gástrula foram incubados a três temperaturas diferentes (16ºC, 18ºC e 20ºC) até à eclosão e a temperatura padrão para a cultura de linguado de 20ºC foi estabelecida. Os resultados da quantificação por qPCR dos níveis de expressão dos genes dnmt demonstraram que os níveis de mRNA dos genes dnmt3aa, dnmt3ab e dnmt3bb.1 variaram ao longo dos estágios de desenvolvimento embrionário (desde gástrula até à eclosão). A incubação dos embriões a baixa temperatura aumentou significativamente a expressão de dnmt3aa próximo da eclosão. A ausência de diferenças significativas nos níveis de mRNA de dnmt1 em fases de desenvolvimento embrionário para ambas as temperaturas de incubação coincide com a expressão estável deste gene verificada em estágios de desenvolvimento mais avançados. Foram também observados efeitos significativos da temperatura de incubação nos níveis de expressão dos genes dnmt3aa e dnmt3ab em estágios lecitotróficos, tendo-se verificado uma expressão mais elevada destes genes a 16ºC que a 20ºC. Por outro lado, os níveis de expressão de dnmt3aa e dnmt3bb.1 durante as fases de desenvolvimento metamórfico foram significativamente mais elevados para os indivíduos incubados a 20ºC. O comportamento oscilante dos genes dnmt ao longo das diferentes fases de desenvolvimento dos indivíduos sujeitos a diferentes temperaturas de incubação sugere que estas têm um efeito a longo prazo sobre o padrão de expressão destes genes e o desenvolvimento do linguado. Dos quatro genes que codificam metiltransferases, o dnmt3aa mostrou ser o mais sensível à temperatura de incubação ao longo dos diferentes estágios de desenvolvimento, com flutuações de expressão relativamente ao estágio de desenvolvimento e à temperatura. A observação de que o gene específico de músculo dnmt3aa foi altamente responsivo à temperatura sugere a possibilidade da sua participação na modificação de padrões de metilação afetando a expressão de genes relacionados com o desenvolvimento muscular, com efeitos a longo prazo. Supõe-se que o dnmt3aa influencia deste modo a plasticidade termal da miogénese anteriormente identificada no linguado, com implicações relevantes para a aquacultura desta espécie. Os ensaios de desempenho de crescimento demonstraram que os embriões incubados a 16ºC apresentaram um crescimento compensatório no período de metamorfose, observando-se no entanto um atraso no progresso da metamorfose. Embora os tratamentos térmicos durante o desenvolvimento larval sejam capazes de alterar a proporção de sexos no linguado, neste trabalho o desenvolvimento embrionário parece não ser sensível aos regimes de temperatura aplicados, tendo resultado na ausência de diferenças significativas no ratio de sexos da população estudada. Durante os estágios mais avançados de juvenis, observou-se um atraso no crescimento dos juvenis provenientes do tratamento de incubação a 16ºC, demonstrando uma relação inversa entre a temperatura de incubação e o desenvolvimento, relação esta observada anteriormente em diversas espécies de peixe incluindo o linguado. A confirmação de que as temperaturas de incubação têm um elevado impacto no desenvolvimento e taxa de crescimento do linguado abre os horizontes a uma estratégia inovadora na aquacultura, com possibilidade de vir a complementar os processos clássicos de seleção genética.