916 resultados para Vertebrates
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Amphibian skin secretions contain a plethora of pharmacologically-active substances and represent established sources of bioactive peptides, including tachykinins. Tachykinins are one of the most widely-studied peptide families in animals and are found in neuroendocrine tissues from the lowest vertebrates to mammals. They are characterized by the presence of a highly-conserved C-terminal pentapeptide amide sequence motif (-FXGLM-amide) that also constitutes the bioactive core of the peptide. Amidation of the C-terminal methioninyl residue appears to be mandatory in the expression of biological activity. Here, we describe the isolation, characterization and molecular cloning of a novel tachykinin named ranachensinin, from the skin secretion of the Chinese brown frog, Rana chensinensis. This peptide, DDTSDRSN QFIGLM-amide, contains the classical C-terminal pentapeptide amide motif in its primary structure and an Ile (I) residue in the variable X position. A synthetic replicate of ranachensinin, synthesized by solid-phase Fmoc chemistry, was found to contract the smooth muscle of rat urinary bladder with an EC50 of 20.46 nM. However, in contrast, it was found to be of low potency in contraction of rat ileum smooth muscle with an EC50 of 2.98 µM. These data illustrate that amphibian skin secretions continue to provide novel bioactive peptides with selective effects on functional targets in mammalian tissues.
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Acceleration data loggers can be used to construct time-energy budgets or identify specific behaviours in free living animals. Within a marine context such devices have been largely deployed on vertebrates with comparatively little attention paid to commercially important invertebrates such as cephalopod molluscs. Here we tested the utility of tri-axial accelerometers to tease apart six discrete behaviours in the common cuttlefish Sepia officinalis. By considering depth profiles in conjunction with body pitch and roll and overall dynamic body acceleration we were able to make distinctions between resting at the seabed, active swimming, mating, post-coital panting and active manoeuvring along the seabed. © 2012 Marine Biological Association of the United Kingdom.
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The detection and assessment of pain in animals is crucial to improving their welfare in a variety of contexts in which humans are ethically or legally bound to do so. Thus clear standards to judge whether pain is likely to occur in any animal species is vital to inform whether to alleviate pain or to drive the refinement of procedures to reduce invasiveness, thereby minimizing pain. We define two key concepts that can be used to evaluate the potential for pain in both invertebrate and vertebrate taxa. First, responses to noxious, potentially painful events should affect neurobiology, physiology and behaviour in a different manner to innocuous stimuli and subsequent behaviour should be modified including avoidance learning and protective responses. Second, animals should show a change in motivational state after experiencing a painful event such that future behavioural decision making is altered and can be measured as a change in conditioned place preference, self-administration of analgesia, paying a cost to access analgesia or avoidance of painful stimuli and reduced performance in concurrent events. The extent to which vertebrate and selected invertebrate groups fulfil these criteria is discussed in light of the empirical evidence and where there are gaps in our knowledge we propose future studies are vital to improve our assessment of pain. This review highlights arguments regarding animal pain and defines criteria that demonstrate, beyond a reasonable doubt, whether animals of a given species experience pain.
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The NOTCH pathway is an evolutionarily conserved signalling network, which is fundamental in regulating developmental processes in invertebrates and vertebrates (Gazave et al. in BMC Evol Biol 9:249, 2009). It regulates self-renewal (Butler et al. in Cell Stem Cell 6:251–264, 2010), differentiation (Auderset et al. in Curr Top Microbiol Immunol 360:115–134, 2012), proliferation (VanDussen et al. in Development 139:488–497, 2012) and apoptosis (Cao et al. in APMIS 120:441–450, 2012) of diverse cell types at various stages of their development. NOTCH signalling governs cell-cell interactions and the outcome of such responses is highly context specific. This makes it impossible to generalize about NOTCH functions as it stimulates survival and differentiation of certain cell types, whereas inhibiting these processes in others (Meier-Stiegen et al. in PLoS One 5:e11481, 2010). NOTCH was first identified in 1914 in Drosophila and was named after the indentations (notches) present in the wings of the mutant flies (Bigas et al. in Int J Dev Biol 54:1175–1188, 2010). Homologs of NOTCH in vertebrates were initially identified in Xenopus (Coffman et al. in Science 249:1438–1441, 1990) and in humans NOTCH was first identified in T-Acute Lymphoblastic Leukaemia (T-ALL) (Ellisen et al. in Cell 66:649–61, 1991). NOTCH signalling is integral in neurogenesis (Mead and Yutzey in Dev Dyn 241:376–389, 2012), myogenesis (Schuster-Gossler et al. in Proc Natl Acad Sci U S A 104:537–542, 2007), haematopoiesis (Bigas et al. in Int J Dev Biol 54:1175–1188, 2010), oogenesis (Xu and Gridley in Genet Res Int 2012:648207, 2012), differentiation of intestinal cells (Okamoto et al. in Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol 296:G23–35, 2009) and pancreatic cells (Apelqvist et al. in Nature 400:877–881, 1999). The current review will focus on NOTCH signalling in normal and malignant blood cell production or haematopoiesis.
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In North America, terrestrial records of biodiversity and climate change that span Marine Oxygen Isotope Stage (MIS) 5 are rare. Where found, they provide insight into how the coupling of the ocean-atmosphere system is manifested in biotic and environmental records and how the biosphere responds to climate change. In 2010-2011, construction at Ziegler Reservoir near Snowmass Village, Colorado (USA) revealed a nearly continuous, lacustrine/wetland sedimentary sequence that preserved evidence of past plant communities between similar to 140 and 55 lea, including all of MIS 5. At an elevation of 2705 m, the Ziegler Reservoir fossil site also contained thousands of well-preserved bones of late Pleistocene megafauna, including mastodons, mammoths, ground sloths, horses, camels, deer, bison, black bear, coyotes, and bighorn sheep. In addition, the site contained more than 26,000 bones from at least 30 species of small animals including salamanders, otters, muskrats, minks, rabbits, beavers, frogs, lizards, snakes, fish, and birds. The combination of macro- and micro-vertebrates, invertebrates, terrestrial and aquatic plant macrofossils, a detailed pollen record, and a robust, directly dated stratigraphic framework shows that high-elevation ecosystems in the Rocky Mountains of Colorado are climatically sensitive and varied dramatically throughout MIS 5
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Recent research in Europe, Africa, and Southeast Asia suggests that we can no longer assume a direct and exclusive link between anatomically modern humans and behavioral modernity (the 'human revolution'), and assume that the presence of either one implies the presence of the other: discussions of the emergence of cultural complexity have to proceed with greater scrutiny of the evidence on a site-by-site basis to establish secure associations between the archaeology present there and the hominins who created it. This paper presents one such case study: Niah Cave in Sarawak on the island of Borneo, famous for the discovery in 1958 in the West Mouth of the Great Cave of a modern human skull, the 'Deep Skull,' controversially associated with radiocarbon dates of ca. 40,000 years before the present. A new chronostratigraphy has been developed through a re-investigation of the lithostratigraphy left by the earlier excavations, AMS-dating using three different comparative pre-treatments including ABOX of charcoal, and U-series using the Diffusion-Absorption model applied to fragments of bones from the Deep Skull itself. Stratigraphic reasons for earlier uncertainties about the antiquity of the skull are examined, and it is shown not to be an `intrusive' artifact. It was probably excavated from fluvial-pond-desiccation deposits that accumulated episodically in a shallow basin immediately behind the cave entrance lip, in a climate that ranged from times of comparative aridity with complete desiccation, to episodes of greater surface wetness, changes attributed to regional climatic fluctuations. Vegetation outside the cave varied significantly over time, including wet lowland forest, montane forest, savannah, and grassland. The new dates and the lithostratigraphy relate the Deep Skull to evidence of episodes of human activity that range in date from ca. 46,000 to ca. 34,000 years ago. Initial investigations of sediment scorching, pollen, palynomorphs, phytoliths, plant macrofossils, and starch grains recovered from existing exposures, and of vertebrates from the current and the earlier excavations, suggest that human foraging during these times was marked by habitat-tailored hunting technologies, the collection and processing of toxic plants for consumption, and, perhaps, the use of fire at some forest-edges. The Niah evidence demonstrates the sophisticated nature of the subsistence behavior developed by modern humans to exploit the tropical environments that they encountered in Southeast Asia, including rainforest. (c) 2006 Elsevier Ltd. All rights reserved.
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An MS/MS based analytical strategy was followed to solve the complete sequence of two new peptides from frog (Odorrana schmackeri) skin secretion. This involved reduction and alkylation with two different alkylating agents followed by high resolution tandem mass spectrometry. De novo sequencing was achieved by complementary CID and ETD fragmentations of full-length peptides and of selected tryptic fragments. Heavy and light isotope dimethyl labeling assisted with annotation of sequence ion series. The identified primary structures are GCD[I/L]STCATHN[I/L]VNE[I/L]NKFDKSKPSSGGVGPESP-NH2 and SCNLSTCATHNLVNELNKFDKSKPSSGGVGPESF-NH2, i.e. two carboxyamidated 34 residue peptides with an aminoterminal intramolecular ring structure formed by a disulfide bridge between Cys2 and Cys7. Edman degradation analysis of the second peptide positively confirmed the exact sequence, resolving I/L discriminations. Both peptide sequences are novel and share homology with calcitonin, calcitonin gene related peptide (CGRP) and adrenomedullin from other vertebrates. Detailed sequence analysis as well as the 34 residue length of both O. schmackeri peptides, suggest they do not fully qualify as either calcitonins (32 residues) or CGRPs (37 amino acids) and may justify their classification in a novel peptide family within the calcitonin gene related peptide superfamily. Smooth muscle contractility assays with synthetic replicas of the S–S linked peptides on rat tail artery, uterus, bladder and ileum did not reveal myotropic activity.
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Nas últimas décadas tem-se assistido a uma preocupação crescente relativamente às possíveis consequências da exposição a compostosxenóbioticos capazes de modular ou causar disrupção do sistema endócrino, os denominados Compostos Disruptores Endócrinos (CDEs). A maioria dos estudos efectuados tem-se centrado principalmente nos efeitos dos CDEs em vertebrados, enquanto que os seus efeitos em invertebrados têmsido negligenciados, embora este grupo represente mais de 95% de todas asespécies animais. Isópodes como o Porcellio scaber, combinam características associadas às mudas e aos processos reprodutivos mediados por mecanismos endócrinosconhecidos com um modo de vida terrestre, tornando-os potenciais espécies sentinela para estudos de disrupção endócrina (DE) em ambientes terrestres. Neste estudo, isópodes machos adultos, machos e fêmeas juvenis e casais foram expostos a concentrações crescentes dedois CDEs, vinclozolina (Vz) e bisfenol A (BPA). Testou-se a hipótese nula que a Vz e o BPA não interferem com o desenvolvimento e reprodução deste isópode terrestre. Foi investigadaa possível ligação entre os efeitos causados pelos compostos propostos e DE assim como a ligação a outros potenciais mecanismos de toxicidade.Parâmetros como concentração de 20-hidroxiecdisona (20E), muda, crescimento, rácios sexuais ediversos parâmetros reprodutivos foram estudados. Adicionalmente, de modo a estudar os alvos moleculares destes tóxicos, analisou-se a expressão proteica do intestino, hepatopâncreas e testículos do isópode após exposição aos químicos. Os resultados demonstram que a Vz e o BPA estimulam o aumento dos níveis de 20E de um modo dependente da dose. Excepção feita para a concentração mais baixa de BPA testada (10 mg/kg solo), para a qual concentrações significativamente mais altas de 20E foram determinadas, sugerindo a ocorrência dos “efeitos de baixas doses típicos de DE” já demonstrados por outros autores. O BPA também distorceu o rácio sexual favorecendo asfêmeas na concentração mais baixa. A mortalidade devido à ecdise incompleta foi relacionada com o hiper-ecdisonismo nas concentrações mais elevadas de Vz. Mais ainda, a Vz tende a atrasar a muda e o BPA a induzi-la. Não obstante, ambos os compostos provocam toxicidade no desenvolvimento,uma vez que foi encontrada uma diminuição generalizada nos parâmetros de crescimento. Os juvenis mostraram ser mais sensíveis à exposição aos tóxicos que os adultos. Estes compostos provocaram ainda toxicidade reprodutiva, com um decréscimo generalizado do “output” reprodutivo. A toxicidadecausada pelos ecdisteróides e o seu papel na síntese de vitelogenina são alguns dos factores chave que poderão influenciar negativamente a reprodução.A Vz e o BPA afectaram a expressão de proteínas envolvidas nometabolismo energético e induziram várias respostas de stress. Interferiram ainda com proteínas intimamente ligadas com o sucesso reprodutivo. Conclui-se assim,que ambos os CDEs propostos provocam toxicidade nodesenvolvimento e na reprodução de P. scaber, tendo sido evidenciada umaligação a DE. Alvos moleculares de natureza não-endócrina foram também revelados, através da expressão diferencial de algumas proteínaspreviamente descritas para invertebrados aquáticos e mesmo alguns vertebrados.
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A biodiversidade é fundamental para o funcionamento dos ecossistemas e, além do seu valor intrínseco, fornece bens e serviços essenciais ao Homem. É consensual que as reservas naturais, por si só, não conseguirão preservar a biodiversidade de modo a que seja travada a perda de espécies que vem acontecendo a ritmos sem precedente. Assim, compreender os padrões de distribuição das espécies à escala regional ou sub-regional, ainda que em territórios não classificados, é crucial para o estabelecimento de políticas de gestão que visem a conservação da biodiversidade. O principal objectivo deste trabalho centrou-se na descrição e compreensão dos padrões de riqueza específica, distribuição e abundância de Vertebrados face aos diversos habitats que constituem a área de estudo. Constituíram, assim, objecto de estudo os anfíbios, aves, morcegos, micromamíferos e mamíferos de médio porte. A Serra do Bussaco e áreas envolventes encontram-se dominadas por vastas extensões de monocultura de Pinus pinaster e Eucalyptus globulus e por terrenos agrícolas. A Mata Nacional do Bussaco, bosque extremamente diverso, é outro importante elemento de paisagem. Pretendeu-se então analisar o efeito das práticas silvícolas actuais e da intensificação da agricultura sobre a biodiversidade, averiguando a importância de cada tipo de habitat para os Vertebrados em geral, e para algumas classes em particular. De entre os terrenos agrícolas, é bastante claro que a agricultura tradicional, com a sua típica complexidade e disponibilidade de água, constitui um habitat muito importante para a maioria dos Vertebrados, tendo também apresentado o maior valor conservacionista. No que respeita aos habitats florestais, o bosque misto apresentou consistentemente maior riqueza específica e diversidade, afirmando-se como o habitat preferido para a maioria das espécies e aquele com maior valor conservacionista. Do ponto de vista da conservação, as monoculturas, especialmente as da uma espécie exótica, revelaram-se habitats relativamente pobres. No entanto, estas conclusões referem-se às tendências gerais, sendo que taxa particulares respondem de forma diferente, atendendo aos seus requisitos específicos. A informação recolhida fornece bases essenciais para a construção de linhas de orientação que visem a integração das actividades humanas com a manutenção da biodiversidade e respectivos serviços, presumivelmente com aplicação a outras áreas geográficas.
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O conhecimento de mecanismos de genómica funcional tem sido maioritariamente adquirido pela utilização de organismos modelo que são mantidos em condições laboratoriais. Contudo, estes organismos não reflectem as respostas a alterações ambientais. Por outro lado, várias espécies, ecologicamente bem estudadas, reflectem bem as interacções entre genes e ambiente mas que, das quais não existem recursos genéticos disponíveis. O imposex, caracterizado pela superimposição de caracteres sexuais masculinos em fêmeas, é induzido pelo tributilestanho (TBT) e trifenilestanho (TPT) e representa um dos melhores exemplos de disrupção endócrina com causas antropogénicas no ambiente aquático. Com o intuito de elucidar as bases moleculares deste fenómeno, procedeu-se à combinação das metodologias de pirosequenciação (sequenciação 454 da Roche) e microarrays (Agilent 4*180K) de forma a contribuir para um melhor conhecimento desta interacção gene-ambiente no gastrópode Nucella lapillus, uma espécie sentinela para imposex. O trancriptoma de N. lapillus foi sequenciado, reconstruído e anotado e posteriormente utilizado para a produção de um “array” de nucleótidos. Este array foi então utilizado para explorar níveis de expressão génica em resposta à contaminação por TBT. Os resultados obtidos confirmaram as hipóteses anteriormente propostas (esteróidica, neuroendócrina, retinóica) e adicionalmente revelou a existência de potenciais novos mecanismos envolvidos no fenómeno imposex. Evidência para alvos moleculares de disrupção endócrina não relacionados com funções reprodutoras, tais como, sistema imunitário, apoptose e supressores de tumores, foram identificados. Apesar disso, tendo em conta a forte componente reprodutiva do imposex, esta componente funcional foi a mais explorada. Assim, factores de transcrição e receptores nucleares lipofílicos, funções mitocondriais e actividade de transporte celular envolvidos na diferenciação de géneros estão na base de potenciais novos mecanismos associados ao imposex em N. lapillus. Em particular, foi identificado como estando sobre-expresso, um possível homólogo do receptor nuclear “peroxisome proliferator-activated receptor gamma” (PPARγ), cuja função na indução de imposex foi confirmada experimentalmente in vivo após injecção dos animais com Rosiglitazone, um conhecido ligando de PPARγ em vertebrados. De uma forma geral, os resultados obtidos mostram que o fenómeno imposex é um mecanismo complexo, que possivelmente envolve a cascata de sinalização envolvendo o receptor retinoid X (RXR):PPARγ “heterodimer” que, até à data não foi descrito em invertebrados. Adicionalmente, os resultados obtidos apontam para alguma conservação de mecanismos de acção envolvidos na disrupção endócrina em invertebrados e vertebrados. Finalmente, a informação molecular produzida e as ferramentas moleculares desenvolvidas contribuem de forma significativa para um melhor conhecimento do fenómeno imposex e constituem importantes recursos para a continuação da investigação deste fenómeno e, adicionalmente, poderão vir a ser aplicadas no estudo de outras respostas a alterações ambientais usando N. lapillus como organismo modelo. Neste sentido, N. lapillus foi também utilizada para explorar a adaptação na morfologia da concha em resposta a alterações naturais induzidas por acção das ondas e pelo risco de predação por caranguejos. O contributo da componente genética, plástica e da sua interacção para a expressão fenotípica é crucial para compreender a evolução de caracteres adaptativos a ambientes heterogéneos. A contribuição destes factores na morfologia da concha de N. lapillus foi explorada recorrendo a transplantes recíprocos e experiências laboratoriais em ambiente comum (com e sem influência de predação) e complementada com análises genéticas, utilizando juvenis provenientes de locais representativos de costas expostas e abrigadas da acção das ondas. As populações estudadas são diferentes geneticamente mas possuem o mesmo cariótipo. Adicionalmente, análises morfométricas revelaram plasticidade da morfologia da concha em ambas as direcções dos transplantes recíprocos e também a retenção parcial, em ambiente comum, da forma da concha nos indivíduos da F2, indicando uma correlação positiva (co-gradiente) entre heritabilidade e plasticidade. A presença de estímulos de predação por caranguejos estimulou a produção de conchas com labros mais grossos, de forma mais evidente em animais recolhidos de costas expostas e também provocou alterações na forma da concha em animais desta proveniência. Estes dados sugerem contra-gradiente em alterações provocadas por predação na morfologia da concha, na produção de labros mais grossos e em níveis de crescimento. O estudo das interacções gene-ambiente descritas acima demonstram a actual possibilidade de produzir recursos e conhecimento genómico numa espécie bem caracterizada ecologicamente mas com limitada informação genómica. Estes recursos permitem um maior conhecimento biológico desta espécie e abrirão novas oportunidades de investigação, que até aqui seriam impossíveis de abordar.
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The introduction of chemicals into the environment by human activities may represent a serious risk to environmental and human health. Environmental risk assessment requires the use of efficient and sensitive tools to determine the impact of contaminants on the ecosystems. The use of zebrafish for the toxicity assessment of pharmaceuticals, drugs, and pollutants, is becoming well accepted due to zebrafish unique advantages for the screening of compounds for hazard identification. The aim of the present work is to apply toxicogenomic approaches to identify novel biomarkers and uncovered potential modes of action of classic and emergent contaminants able to disrupt endocrine systems, such as the Retinoic Acid Receptor, Retinoid X Receptor and the Aryl Hydrocarbon Receptor. This study relies on different nuclear and cytosolic protein receptors and other conditional (ligand- or stress- activated) transcriptional factors that are intimately involved in the regulation of defensome genes and in mechanisms of chemical toxicity. The transcriptomic effects of organic compounds, endogenous compounds, and nanoparticles were analysed during the early stages of zebrafish development. Studying the gene expression profiles of exposed and unexposed organisms to pollutants using microarrays allowed the identification of specific gene markers and to establish a "genetic code" for the tested compounds. Changes in gene expression were observed at toxicant concentrations that did not cause morphological effects. Even at low toxicant concentrations, the observed changes in transcript levels were robust for some target genes. Microarray responses of selected genes were further complemented by the real time quantitative polymerase chain reaction (qRT-PCR) methodology. The combination of bio-informatic, toxicological analyses of differential gene expression profiles, and biochemical and phenotypic responses across the treatments allowed the identification of uncovered potential mechanisms of action. In addition, this work provides an integrated set of tools that can be used to aid management-decision making by improving the predictive capability to measure environmental stress of contaminants in freshwater ecosystems. This study also illustrates the potential of zebrafish embryos for the systematic, large-scale analysis of chemical effects on developing vertebrates.
Resumo:
Tese de Doutoramento em Biologia, Especialidade em Biologia Molecular, Universidade do Algarve, 2008
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Tese de dout., Biologia (Biologia Molecular), Faculdade de Ciências e Tecnologia, Univ. do Algarve, 2010
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The Bohr effect, which can be most generally defined as the influence of pH on the oxygen binding affinity of proteins, is a common feature of respiratory pigments, ranging from the haemocyanins of molluscs and crustaceans to the haemoglobins of vertebrates. Its physiological role is generally seen in the facilitation of oxygen release from respiratory pigments during tissue acidosis. The magnitude of the effect can be influenced by a multitude of factors such as temperature, carbon dioxide, chloride ions, organic phosphates and the investigated pH range. Here we present data on the maximal alkaline Bohr effect in haemoglobins from a large number of species covering all vertebrate classes, obtained at physiological temperatures in the presence of 100 mM chloride ions and the absence of carbon dioxide and organic phosphates.
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Gonadotrophin-releasing hormone (GnRH) is the main neurohormone controlling gonadotrophin release in all vertebrates, and in teleost fish also of growth hormone and possibly of other adenohypophyseal hormones. Over 20 GnRHs have been identified in vertebrates and protochoordates and shown to bind cognate G-protein couple receptors (GnRHR). We have searched the puffer fish, Fugu rubripes, genome sequencing database, identified five GnRHR genes and proceeded to isolate the corresponding complementary DNAs in European sea bass, Dicentrachus labrax. Phylogenetic analysis clusters the European sea bass, puffer fish and all other vertebrate receptors into two main lineages corresponding to the mammalian type I and II receptors. The fish receptors could be subdivided in two GnRHR1 (A and B) and three GnRHR2 (A, B and C) subtypes. Amino acid sequence identity within receptor subtypes varies between 70 and 90% but only 50–55% among the two main lineages in fish. All European sea bass receptor mRNAs are expressed in the anterior and mid brain, and all but one are expressed in the pituitary gland. There is differential expression of the receptors in peripheral tissues related to reproduction (gonads), chemical senses (eye and olfactory epithelium) and osmoregulation (kidney and gill). This is the first report showing five GnRH receptors in a vertebrate species and the gene expression patterns support the concept that GnRH and GnRHRs play highly diverse functional roles in the regulation of cellular functions, besides the ‘‘classical’’ role of pituitary function regulation.