Two tales of vertebrate evolution and development : insights into "trans" changes of gene expression patterns and the role of Sox21a in the posterior lateral line

Programa de Doctorado en Biotecnología y Tecnología QuímicaEstudio de los mecanismos de evolución y desarrollo de vertebrados: Análisis del impacto de los cambios en transen el patrón de expresión de los genes y estudio del papel de sox21a en la linea lateral. Durante la evolución de vertebrados los organismos han adquirido grandes diferencias fenotípicas,las cuales se pueden explicar por cambios en el patrón de expresión de los genes. Por tanto, es muy importante conocer como se regula la expresión génica. Parte de la regulación génica es debida a la existencia de secuencias no codificantes activadoras de la transcripción, conocidas como secuencias reguladoras en cis. Es interesante, conocer como se modifica la actividad de estas secuencias durante la evolución. Existen dos posibilidades para cambiar la actividad de estas secuencias reguladoras, o bien modificando la secuencia propiamente dicha (evolución en cis) o bien modificando la maquinaria transcripcional que lo regula (evolución en trans). A lo largo de esta tesis hemos intentado responder a como los cambios trans impactan en el patrón de expresión de los genes, durante la evolución de vertebrados. Para responder a esta pregunta hicimos ensayos de actividad cis reguladora en pez cebra y las comparamos con el patrón de expresión generado por la misma secuencia en ratón. Con los resultados obtenidos introducimos un nuevo objetivo en éste trabajo de doctorado. Hacer un estudio de potenciales secuencias cis-reguladoras específicas de teleósteos. Para ello nos hemos centrado en el gen sox21a el cual tiene un dominio de expresión específico en el pez cebra, la línea lateral. La línea lateral es un órgano mecano-sensorial presente en peces y anfibios. Durante el desarrollo, ésta estructura es formada por un grupo de células que migra desde la vesícula ática hasta el final de la cola durante este viaje se van depositando las estructuras funcionales de la línea lateral, los neuromastos. Dos morfógenos juegan un papel muy importante en el desarrollo de la línea lateral. Wnt es requerido para mantener el estado proliferativo de las células y FGF que desencadena los pasos de diferenciación y epiteliarización. Sin embargo, se desconocen quienes son los reguladores de estos dos morfogenos. Diferentes genes de la familia Sox se expresan en la línea lateral entre ellos se encuentra sox21a. Estudios en sistema nervioso han demostrado que este gen es requerido para la transición de células proliferativas a diferenciadas.Intentando responder a cual era el papel de sox21a en la linea lateral; usando morfolino de sox21a y haciendo estudios in vivo y observamos que en la condición morfante se producía un retraso en la migración, una falta en la epiteliarización, así como una inhibición de los genes expresado en el dominio Fgf. Estos resultados sugieren que sox21a es un regulador positivo que actúa aguas arriba de Fgf. Por tanto, postulamos que sox21a juega un papel muy importante en el establecimiento de las diferentes identidades celulares en la línea lateral.Universidad Pablo de Olavide. Centro de Estudios de Postgrad