Inducción de la fijación en moluscos bivalvosGenes Homeobox y su conservación en bivalvos

  1. MESÍAS GANSBILLER, CRIMGILT
Dirixida por:
  1. María de la Luz Pérez-Parallé Director

Universidade de defensa: Universidade de Santiago de Compostela

Fecha de defensa: 19 de abril de 2013

Tribunal:
  1. Manuel Rey Méndez Presidente
  2. José Luis Sánchez López Secretario
  3. Dorotea Martínez Patiño Vogal
  4. Gercende Courtois de Viçose Vogal
  5. Arturo Silva Abuin Vogal
Departamento:
  1. Departamento de Bioquímica e Bioloxía Molecular

Tipo: Tese

Resumo

Los problemas de la pesca extractiva en los últimos años han favorecido el crecimiento de la actividad acuícola en el mundo, y particularmente en España. El desarrollo del cultivo de diversas especies de moluscos bivalvos, ha adquirido gran importancia debido a su valor comercial. Entre las dificultades presentadas en su cultivo se encuentra la superación de dos procesos, la fijación y la metamorfosis, siendo ambos críticos para su producción a nivel industrial. El desarrollo larvario y la inducción de la fijación y metamorfosis generan ambos en la expresión de ciertos genes que son necesarios para la regulación del desarrollo, la transformación completa del individuo de su forma larvaria a la forma adulta y, su diferenciación. En el primer capítulo de esta investigación, larvas competentes de Mimachlamys varia y Ostrea edulis fueron inducidas a la fijación a través de la exposición a diversos neurotransmisores en condiciones de laboratorio. Las larvas competentes de Mimachlamys varia fueron tratadas con GABA, epinefrina e IBMX a diferentes concentraciones y tiempos de exposición. Después de 24 horas, el máximo porcentaje de fijación (30%) fue inducido por epinefrina a 10-5M. Asimismo, a las 48 horas y a la misma concentración, la epinefrina indujo altos valores de fijación (55%). La exposición a la concentración de 10-6M de epinefrina y GABA también indujo aumentos significativos, el porcentaje de fijación era del 26% (24 h) y del 50% (48 h), respectivamente. Por el contrario, IBMX no produjo cambios significativos en el porcentaje de fijación larvaria. En relación a Ostrea edulis, podemos indicar que las larvas competentes fueron inducidas a la fijación con los neurotransmisores GABA, epinefrina, IBMX, L-DOPA y norepinefrina, en condiciones de laboratorio. Al cabo de 24 horas, los máximos porcentajes de fijación larvaria fueron inducidos por IBMX (10-4M), L-DOPA (10-4M) y GABA (10-5M) con valores del 19, 16 y 14%, respectivamente. Transcurridas 48 horas, los valores más significativos frente al control fueron hallados utilizando GABA (67%, 52% y 45%, con las concentraciones de 10-4, 10-5 y 10-6M, respectivamente), epinefrina (47%, con la concentración 10-6M), IBMX (42%, con 10-4M) y L-DOPA (44%, con 10-4M). GABA fue considerado como el inductor más efectivo de la fijación larvaria, mientras que norepinefrina no produjo efectos significativos sobre este proceso. Ninguno de los neurotransmisores utilizados demostraron efecto tóxico alguno sobre las larvas de Mimachlamys varia y Ostrea edulis a las concentraciones y tiempos de exposición ensayados. GABA ha demostrado su gran potencial como inductor activo sobre la fijación de larvas en ambas especies de bivalvos, con lo cual es un buen candidato para su uso en el cultivo de estas especies a nivel industrial. En el segundo capítulo de este estudio se aborda la identificación de genes que contienen homeobox y que intervienen en los procesos de desarrollo en seis especies de moluscos bivalvos, Mimachlamys varia, Pecten maximus, Ostrea edulis, Mytilus galloprovincialis, Venerupis pullastra y Solen marginatus, representantes de cinco de las principales familias de bivalvos: los pectínidos, los ostreidos, los mitílidos, los venéridos y los solénidos. Los genes con homeobox codifican para un grupo de factores de transcripción que contienen un motivo altamente conservado, el homeodominio, y actúan sobre la expresión de otros genes situados en una posición inferior en la cascada de expresión durante el desarrollo y la metamorfosis. Estos genes con homeobox se encuentran agrupados en cuatro importantes complejos, Hox, ParaHox, NKL y EHGbox. El complejo Hox está estructurado según el arquetipo de los organismos Lophotrochozoa en once genes: Grupo Parálogo 1 (PG-1), Grupo Parálogo 2 (PG-2), Grupo Parálogo 3 (PG-3), Grupo Parálogo 4 (PG-4), Grupo Parálogo 5 (PG-5), Lox5, Antp, Lox2, Lox4, Posterior 1 (Post-1) y Posterior 2 (Post-2) y, a su vez agrupados en cuatro clases: Anterior, Grupo Parálogo 3, Central y Posterior. En relación al complejo ParaHox, dentro de los clados Deuterostomia y Protostomia se encuentra constituido por tres tipos de genes, Gsx, Xlox y Caudal (Cad/Cdx). El complejo NKL, uno de los complejos más antiguos que data de la base de los bilaterales, está integrado al menos por cinco genes: Nk1, Tlx, Lbx, Nk3 y Nk4. En cuanto al complejo EHGbox podemos decir que se encuentra compuesto por tres clases de genes: Mnx (HB9), engrailed y Gbx, en los clados Deuterostomia y Ecdysozoa. Empleando la técnica de PCR y cebadores degenerados específicos hemos identificado 50 diferentes fragmentos génicos homeobox ortólogos de los genes de los cuatro complejos anteriormente citados. El complejo Hox de bivalvos estaría formado por al menos nueve genes, los mismos que se identificaron como genes labial (lab), Grupo Parálogo 2 (PG-2/pb), Grupo Parálogo 3 (PG-3/zen), Grupo Parálogo 4 (PG-4/Deformed), Grupo Parálogo 5 (PG-5/Scr), Lox5/ftz, Hox7/Lox2, Lox4 y Posterior (Post). En cuanto al complejo ParaHox, fragmentos génicos del grupo Caudal fueron aislados en M. varia, P. maximus, O. edulis, M. galloprovincialis y V. pullastra. Asimismo, fragmentos génicos miembros de los grupos Tlx y Nk-2 del complejo NKL fueron identificados en O. edulis y V. pullastra y por último, genes del complejo EHGbox, concretamente del grupo Gbx fueron identificados en M. varia, O. edulis, M. galloprovincialis, V. pullastra y S. marginatus. Cabe resaltar que muchos de los genes que integran el complejo Hox, así como aquellos de los grupos Caudal, Tlx, Nk-2 y Gbx han sido aislados e identificados por primera vez en los bivalvos estudiados y en los moluscos en general, como es el caso de los grupos génicos Tlx y Nk-2. Los análisis filogenéticos por medio de los métodos de Neighbor-Joining, Evolución Mínima, UPGMA, Máxima Parsimonia y Máxima Likelihood, han confirmado la asignación de estos genes y su conservación en moluscos.