Resumen de Oikopleura dioica com a model animal per investigar l’impacte de les pèrdues gèniques en l’evo-devo: les vies de senyalització de l’àcid retinoic i wnt com a cas d’estudi
El creciente número de genomas secuenciados está poniendo de manifiesto que la pérdida génica es un fenómeno recurrente que puede haber generado diversidad a lo largo de la historia evolutiva de los diferentes grupos de organismos. En este sentido, uno de los grandes retos en el campo de la EvoDevo es entender el impacto de la pérdida génica en la evolución de los mecanismos del desarrollo animal considerando diferentes escenarios evolutivos. En escenarios de selección positiva, la pérdida habría comportado cambios morfológicos o fisiológicos que habrían permitido la adaptación de las especies a nuevas condiciones ambientales. En escenarios de selección neutra (o casi neutra), la pérdida habría afectado a genes que se habrían convertido en prescindibles por la existencia de robustez mutacional o porque las condiciones ambientales habrían cambiado. Saber si una pérdida génica ha sido adaptativa o neutra es generalmente muy complejo ya que muchas veces es difícil establecer relaciones directas de causalidad entre la pérdida de un gen y la aparición de una nueva característica evolutivamente ventajosa. A pesar de esta dificultad, en esta tesis doctoral quisimos estudiar el impacto de la pérdida génica en la EvoDevo, a partir del análisis de la evolución de las vías de señalización del ácido retinoico (RA) y de Wnt -vías esenciales en el desarrollo de todos los cordados- en el urocordado Oikopleura. dioica como sistema modelo de referencia. Para establecer O. dioica como modelo animal, además de las características biológicas que la hacen atractiva para este tipo estudios -desarrollo embrionario y ciclo de vida extremadamente rápido, simplicidad y transparencia corporal, genoma reducido y totalmente secuenciado, posibilidad de manipulación génica para estudios funcionales- ha sido fundamental desarrollar unas instalaciones para cultivarla en el laboratorio, así como protocolos de mantenimiento asequibles (low-cost) para cualquier grupo de investigación. Gracias a este sistema de cultivo, hemos podido analizar los componentes de la red génica del metabolismo del RA (RA-MGN), así como los ligandos de la vía de señalización por Wnt. En referencia a la RA-MGN, nuestro trabajo nos permite concluir que las pérdidas génicas que han afectado a esta vía durante la evolución de O. dioica han tenido lugar en un sistema genético no robusto, donde el desmantelamiento de la vía no ha tenido un impacto dramático en el plano corporal típico de cordados que preserva este organismo. Por otro lado, el análisis de la familia Wnt en cordados, nos ha permitido concluir que además de la duplicación génica o de la redundancia funcional debida a procesos de evolución convergente, los fenómenos de reasignación de funciones (function shuffling) aumentan también la robustez mutacional y facilitan las pérdidas génicas en las familias de genes. En resumen, los resultados de esta tesis doctoral ponen de manifiesto que O. dioica es un modelo animal atractivo para el estudiar tanto aspectos básicos del impacto de las pérdidas génicas en la evolución de los mecanismos del desarrollo, como en aspectos aplicados en que ciertas pérdidas confieren a O. dioica la condición de knockout evolutivo que puede ser interesante para el estudio de mecanismos moleculares concretos como la toxicidad de las PUAs en el desarrollo embrionario de organismos marinos.
