Evolución de los genes Furry (Fry) en vertebrados

ROA, CAROLINA; LOPEZ, IVAN A.; J DE SOUSA, FLAVIO S; CIRIO, MARIA CECILIA

La Plata

Congreso; V Reunión Argentina de Biología Evolutiva; 2023

Los genes emparentados Furry (Fry y Fry-like) codifican proteínas con roles importantes en el desarrollo de vertebrados, incluyendo la división celular y la morfogénesis. Son proteínas que actúan como factores de andamiaje en grandes complejos proteicos regulando la unión y la actividad de otras proteínas, como las kinasas de la familia NDR (nuclear Dbf2-related). Previamente, mostramos que Fry tiene funciones durante el desarrollo embrionario de la rana Xenopus laevis, regulando los movimientos celulares en la gastrulación y el desarrollo del pronefros (Espiritu et al, Sci Rep 2018; Cervino et al, Sci Rep 2021). A pesar de su importancia, Fry y Fryl no han sido investigados del punto de vista evolutivo, lo que nos llevó a plantear dos objetivos de estudio: i) determinar la filogenia de los genes Furry en vertebrados e ii) investigar la expresión de fry y fryl durante la embriogénesis de Xenopus. Para el objetivo i), colectamos secuencias de proteínas Furry de bases de datos genómicos de vertebrados y sus parientes deuterostomados (cordados y equinodermos) y estimamos sus relaciones evolutivas por medio de máxima verosimilitud (Maximum Likelihood implementado en el programa PhyML 3.0). Los resultados de la estimación filogenética y de análisis de sintenía muestran que Fry y Fryl se originaron a partir de un gen ancestral único, probablemente en el primer evento de duplicación genómica (1R) que ocurrió en un ancestro de todos los vertebrados. En cambio, los parálogos de Fry y Fryl que presumiblemente surgieron a partir del segundo evento de tetraploidización (2R), que ocurrió en un ancestro de los vertebrados gnatostomados, se han perdido tempranamente. Para el objetivo ii), analizamos por hibridación in situ la expresión de fry y fryl en oocitos y en embriones de Xenopus desde estadio S3 (4-células) hasta S35 (brote-caudal), abarcando los eventos de clivaje temprano, gastrulación, neurulación y organogénesis. Los mRNAs de ambos genes comparten dominios y tejidos de expresión, incluyendo los ojos, los arcos branquiales, la notocorda, las somitas y el tejido hematopoyético ventral, mientras que sólo Fry se expresa en el pronefros. En conclusión, Fry y Fryl son genes parálogos que surgieron al inicio de la evolución de los vertebrados y que parecen haber repartido sus funciones (subfuncionalización) por medio de cambios en la expresión génica durante el desarrollo.