Evolutionary recruitment and assembly of embryonic alternative splicing programsinsights from the deuterostomia lineage

Resumen

En la presente tesis se ha estudiado la evolución del splicing alternativo (AS) desde diferentes perspectivas. Primeramente, se ha hecho un análisis preliminar en el que se han identificado exones alternativos con regulación específica de tejido, en cinco especies de deuteróstomos: Homo sapiens, Danio rerio, Callorhinchus milii, Branchiostoma lanceolatum y Strongylocentrotus purpuratus. Se emplearon 7 órganos diferentes para cada animal, intentando utilizar muestras de órganos homólogos cuando era posible (especialmente entre vertebrados). El resultado reveló una proporción relativa mayor de splicing alternativo específico de tejido en el sistema nervioso de los cordados, respecto al resto de órganos. En erizo de mar, en cambio, se observaron valores más parecidos de AS entre los diferentes tejidos. La especie humana en particular mostró una tendencia mucho mayor a un exclusión diferencial de exones en general. Por otro lado, también se ha estudiado la expresión y/o función de los genes RbFox y Nova en organismos deuteróstomos no vertebrados para estudiar el escenario macroevolutivo de dichas familias. Ambos genes codifican para proteínas de unión a RNA que regulan conjuntos amplios de eventos de AS en organismos vertebrados. Encontramos que la función de Nova en erizo de mar está relacionada con los movimientos de gastrulación embrionaria. En el caso de RbFox, la expresión y función descrita en organismos adultos parece diferir de la que sucede durante el desarrollo embrionario. En todos los adultos Bilaterales estudiados, los genes RbFox se expresan en el sistema nervioso central mayoritariamente, mientras que los deuteróstomos no vertebrados, la expresión se observa en mesodermo embrionario mayoritariamente. Es interesante destacar que la expresión de RbFox en embriones ha sido co-optada tanto en el sistema nervioso de vertebrados durante el desarrollo, así como en el mesodermo esqueletogénico del erizo de mar. En esta última especie, RbFox es necesario tanto para la formación de los músculos circumesofágicos como para la formación del esqueleto larvario. A nivel de splicing, el ortólogo de Nova en S. purpuratus regula un conjunto muy grande de exones de splicing, mientras que el regulado por RbFox es más pequeño. Entre los targets de este último, se encuentra el gen Fgfr1, que ha sido descrito como necesario para la diferenciación muscular. Por último, se estudió la família génica Esrp, que también codifica para un factor de splicing. En el presente trabajo, se ha estudiado la expresión y función de dicha familia génica en diversas especies de deuteróstomos. En zebrafish, Esrp1 y Esrp2 están implicados en la organogénesis de múltiples estructuras. En Ciona intestinalis, Esrp modula la motilidad de las células mesenquimales migratorias. En anfioxo, Esrp se expresa en las precursoras de las neuronas epidérmicas sensoriales en el momento de introducirse en el ectodermo dorsal. En S. purpuratus, Esrp se encuentra tanto en el ectodermo aboral como en las células pigmentarias. De hecho, es necesario para una integración completa de estas últimas en el ectodermo no neural. A nivel de programa de splicing regulado, hemos detectado diversos exones regulados comunes entre vertebrados, e incluso uno con anfioxo en los genes Fgfr. Sin embargo, no se han detectado exones regulados conservados entre vertebrados y erizo de mar, aunque sí hay dianas comunes a nivel de gen.