Maeso Martín, IgnacioMagri, Marta Silvia2025-03-042025-03-0420242024-12-13https://hdl.handle.net/10433/23403Programa de Doctorado en Biotecnología, Ingeniería y Tecnología Química Línea de Investigación: Biología del Desarrollo Clave Programa: DBI Código Línea: 107La evolución de los elementos reguladores en cis (CREs) en el genoma es crucial para entender la diversidad morfológica de los planes corporales de los animales, ya que los CREs determinan los dominios de expresión espaciotemporales de sus genes diana y son clave para la evolución de las redes de regulación génica (GRNs). Identificar CREs era extremadamente difícil y, hasta hace poco, solo era posible a través de métodos indirectos y limitados, como los análisis de conservación de secuencias y de sintenia. Esto ha cambiado rápidamente gracias al desarrollo de técnicas basadas en secuenciación masiva. El ensayo de cromatina accesible a transposasas con secuenciación (ATAC-seq) es una técnica que permite la identificación global de regiones de ADN accesibles, de puntos activos de interacción con proteínas involucradas en varios procesos reguladores del genoma. Por esta razón, el método de ATAC-seq se ha aplicado ampliamente para caracterizar CREs de manera sistemática en etapas embrionarias específicas o en poblaciones concretas de células. Dado que una de las características de esta técnica es el pequeño número de células necesarias, es especialmente adecuada para su aplicación en organismos con embriones pequeños, como los tunicados y los equinodermos, que son clave para los estudios de Evo-Devo pero en los que la organización reguladora de sus genomas no se ha estudiado hasta ahora de manera global. Por tanto, en este proyecto, nos propusimos explorar la dinámica de la actividad reguladora en diferentes etapas de desarrollo y tejidos de cinco especies de deuteróstomos marinos, dos tunicados y tres equinodermos, utilizando ATAC-seq. En primer lugar, establecimos el método de ATAC-seq por primera vez en estas cinco especies marinas, abriendo nuevas vías para el estudio de la regulación génica en estos linajes. Luego, identificamos regiones de cromatina abiertas en todo el genoma, caracterizando la dinámica de la regulación génica durante diferentes etapas de desarrollo, en el desarrollo de órganos particulares como el tubo digestivo, y también en respuesta a la acción de vías de señalización conservadas mediante el uso de tratamientos farmacológicos, como la activación de las vías de señalización de Wnt en embriones de ascidias o la activación de la vía de señalización del ácido retinoico (RA) en erizos de mar. Estos resultados proporcionan una visión global de la dinámica temporal durante el desarrollo de los deuteróstomos, refuerzan nuestro conocimiento sobre la evolución de la GRN del endomesodermo en equinodermos y sugieren por primera vez que la función reguladora de los genes Hox del RA podría ser ancestral a todos los deuteróstomos, en lugar de tratarse de una novedad evolutiva de los cordados. Finalmente, estudiamos la evolución de CREs asociados al desarrollo en diferentes linajes de equinodermos que engloban una amplia diversidad de distancias filogenéticas, identificando CREs conservados evolutivamente a nivel de secuencia a distintas escalas temporales. Nuestros resultados muestran por primera vez que los genomas de los equinodermos contienen varios miles de CREs con una antigüedad de al menos varios cientos de millones de años, un tipo de conservación reguladora que hasta ahora sólo se había identificado en el linaje de vertebrados, lo que ofrece nuevas perspectivas para comprender la evolución de la regulación génica en deuteróstomos.application/pdfesAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/Genética del desarrolloBiología molecularGenética moleculardoctoral thesisopen access