20) El secuenciado de cuatro genomas revela mecanismos implicados en la terrestrialización e invasividad en ampullariidae

HERAS, H

Bahía Blanca

Congreso; III Congreso Argentino de Malacología; 2019

Asociación Malacologica Argentina

La familia Ampullariidae (Caenogastropoda) incluye caracoles dulceacuícolas tanto acuáticos como anfibios. Debido a su gran diversidad, historia antigua y amplia distribución geográfica esta familia se está estableciendo como un modelo emergente para estudios evolutivos, especialmente luego del secuenciado completo y ensamblado en 2019 de los genomas de cuatro de sus especies tanto del Viejo Mundo (Lanistes nyassanus) como del Nuevo Mundo (Pomacea canaliculata, P. maculata, y Marisa cornuarietis). Esta es la primera información genómica para la familia, y aporta a los escasos genomas de los moluscos en general. Asimismo, brindó por primera vez en invertebrados la posibilidad de estudiar la transición agua-tierra desde el punto de vista genómico ya que M. cornuarietis y L. nyassanus son acuáticos y depositan sus huevos en el agua, mientras que las especies de Pomacea son anfibias y depositan sus huevos fuera del agua. El tamaño de los genomas, de entre 432 y 535 Mb, los ubica entre los más compactos de los moluscos. El mayor esfuerzo de secuenciado fue puesto en P. canaliculata dada su importancia agronómico-sanitaria obteniéndose un genoma de muy alta calidad; el 97% de sus genes pudieron ser ubicados en 14 cromosomas. La comparación de la estructura y tamaño de los genomas indica que en moluscos los cambios en las regiones intrónicas e intergénicas son los principales responsables de las diferencias en tamaño. La anotación reveló un total de 18.000-23.000 genes, ubicados en su contexto cromosómico. Como ejemplo de la potencialidad de esta herramienta, buscamos en los genomas la presencia de genes involucrados en la transición de la oviposición acuática a terrestre, una adaptación considerada clave que evitaría la depredación acuática y/o el parasitismo. Se observaron en las cuatro especies dos genes, situados muy cercanamente entre sí, que codifican para proteínas del sistema inmune: una formadora de poros (MACPF) y otra que reconoce azúcares de membrana (taquilectina). Este arreglo de 2 genes está presente solo una vez en L. nyassanus y M. cornuarietis, lo que sugiere que el antepasado común de los ampuláridos tendría una sola copia. Presumiblemente cumplirían una función en la defensa frente a patógenos. Sin embargo, en Pomacea aparecen múltiples duplicaciones en tándem de esta disposición de 2 genes: 5 veces en P. canaliculata y 7 veces en P. maculata. Analizando en Pomacea su expresión génica se observó que tienen una elevadísima expresión casi exclusivamente en el complejo glándula del albumen-glándula de la cápsula, órgano encargado de la síntesis del fluido perivitelino del huevo, confirmando estudios proteómicos que mostraban que son muy abundantes en el huevo. Análisis bioquímicos mostraron que en Pomacea estas dos proteínas están unidas formando una neurotoxina denominada PV2. Este es un claro ejemplo de la implicancia de la duplicación génica y la neofuncionalización como algunos de los mecanismos clave para la adquisición del complejo tóxico PV2 que, ausente en los clados basales, es una innovación propia de los huevos de Pomacea que habría sido importante en la transición a la oviposición terrestre proveyendo defensa frente a depredadores terrestres. Esta información genómica representa un marco de referencia que permitirá abordar los complejos problemas que plantean los ampuláridos en su carácter de plagas y vectores de parasitosis, y acera aún más la posibilidad de que se adopte a Pomacea canaliculata como una especie modelo de invertebrado.