GENÓMICA Y TRANSCRIPTÓMICA

El análisis de las secuencias genómicas de un organismo permite detallar múltiples aspectos de su biología tanto a nivel estructural como funcional, y es en la actualidad una de las herramientas más poderosas y con mayor aplicación en este campo (Gibson et al., 2004). Sin embargo, el conocimiento de la estructura y del contenido génico de genomas de organismos bivalvos es muy reducido en comparación a la mayoría de los demás grupos de invertebrados, y claramente inferior si se compara con organismos vertebrados.

En concreto, en lo referente al conocimiento del genoma a nivel global, a pesar de que los organismos invertebrados representan más del 70% de la diversidad mundial de especies, son los menos estudiados alcanzando no más del 30% de los Proyectos Genoma actualmente completados. En la Figura 06 se aprecian los porcentajes de los Proyectos Genoma completados dentro del Dominio

Eukarya según el Filo al que pertenecen (GOLD: genome online database). Es de interés aquí el Filo Mollusca, uno de los más diversos con más de 100000 especies vivas, en el que se incluye la Clase Bivalvia con aproximadamente 20000 especies, entre las cuales se completaron poco más del 0.4% de

Proyectos Genoma. Como prueba de este sesgo, una búsqueda en la base de datos GeneBank por las palabras clave “Mollusca” + “Bivalvia” ofrece en torno a 700000 secuencias nucleotídicas (entre ellas, tan sólo 380000 ESTs), dentro de los cuales, Mytilus galloprovincialis abarca 40000, mientras que si realizamos una búsqueda por “Human” o “Fish” obtenemos 19 y 11 millones de secuencias nucleotídicas respectivamente (entre ellas, 10 y 6 millones de ESTs en cada caso).

Figura 06. Porcentajes de los Proyectos Genoma completados dentro del Dominio Eukarya según el Filo al que pertenecen (GOLD: genome online database).

En lo referente a invertebrados marinos, los principales estudios a nivel genómico se centran en tres especies de crustáceos: Penaeus sp. (langostino más criado del mundo), Carcinus sp. (cangrejo de mar común), Daphnia sp. (pulga de agua ampliamente usada como indicadoras de contaminación o para alimentar a organismos superiores). Además existen otras cinco especies cuyos genomas están ya completamente secuenciados y disponibles en las bases de datos: Aplysia californica o liebre de mar (http://www.ncbi.nlm.

erizo de mar púrpura (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/assembly/GCF 000002235.4/, 2005), un nematodo denominado Caenorhabditis elegans

(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/assembly/GCA_000002985.1, 2005), Lottia gigantea o lapa (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/assembly/ GCF_000327385.1/, 2012) y, el último proyecto culminado, de Crassostrea gigas u ostra del Pacífico (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/assembly/GCA_000297895.1/, 2012). Por otro lado, una gran parte de las secuencias de bivalvos presentes en las bases de datos se corresponde a los estudios clásicos realizados con genes individuales (estudios “single-gene” en oposición a estudios “whole- genome”). La naturaleza de estas secuencias es reflejo del interés que suscita en la comunidad científica el proceso en el que están implicadas, siendo el ejemplo más notable el elevado número de secuencias mitocondriales conocidas en bivalvos. A pesar de representar un pequeño porcentaje respecto al ADN total, han sido objeto de múltiples estudios evolutivos dada la transmisión biparental del ADN mitocondrial en Mytilus (herencia uniparental doble) y su consiguiente implicación en la determinación sexual (Zouros, 1994). En lo referente a los genes nucleares se han desarrollado trabajos en bivalvos sobre múltiples procesos tanto de interés biológico (estudios evolutivos u ontogénicos), como de interés aplicado en Biotecnología (estudios sobre la formación de la concha y la adhesión al sustrato) o en Acuicultura (estudios sobre estrés, inmunidad y resistencia a enfermedades o sobre monitorización ambiental) (Saavedra et al., 2006).

Dentro de las posibles aproximaciones en el estudio de la expresión génica se distinguen los “sistemas cerrados”, que requieren un conocimiento previo del genoma de la especie a estudio como p. ej. los microarrays, de los “sistemas abiertos” que no precisan ningún conocimiento previo como p. ej. las librerías de cDNA (Green et al., 2001; Tanguy at al., 2008). Dados los escasos estudios genómicos llevados a cabo en moluscos bivalvos, las aproximaciones

tipo “sistema abierto” son las más numerosas en la bibliografía. Hasta la fecha han sido varios los estudios realizados en bivalvos sobre la identificación de genes y el estudio de su expresión, relacionados generalmente con los cambios sufridos bajo determinadas presiones ambientales. En concreto se realizaron estudios en dos especies de ostra Crassostrea virginica y C. gigas (Jenny et al., 2002; Gueguen et al., 2003; Tanguy et al., 2004; Quilang et al., 2007), en la almeja Ruditapes decussatus(Kang et al., 2006; Gestal et al., 2007), en dos especies de vieiraPecten maximus y Argopecten irradians (Song et al., 2006) y en el mejillón Mytilus galloprovincialis (Venier et al., 2003B; Venier et al., 2006; Craft et al., 2010). También se han realizado múltiples estudios de tipo “sistema abierto” con el fin de caracterizar determinada familia de genes en bivalvos y analizar su evolución, como p. ej. los trabajos llevados a cabo con genes del desarrollo (homeobox Gbx y genes POU) en Pectínidos y otros moluscos (Mesías-Gansbiller et al., 2012; Lozano et al., 2014).

En el caso concreto del mejillón, se realizaron varios estudios con el objeto de identificar posibles genes biomarcadores de exposición a agentes contaminantes tales como el OA (Manfrin et al., 2010), mezclas de tóxicos como metales o compuestos orgánicos (Dondero et al., 2011; Canesi et al., 2011), estrés salino o térmico (Lockwood et al., 2011; Mohamed et al., 2014), estrés inmunológico (Venier et al., 2011; Philipp et al., 2012; Gerdol et al., 2012) y acidificación oceánica (Huning et al., 2013). El análisis de las secuencias descritas hasta la fecha revelaron que la mayoría de los transcritos encontrados mostraban homología principalmente con genes ribosomales y estructurales, estando las proteínas implicadas en el citoesqueleto muy representadas en el último grupo, y en menor medida con genes implicados en el sistema inmune.

otros aspectos como el desarrollo de líneas celulares en bivalvos (Yang et al., 2011) o un mayor conocimiento de procesos, p. ej. la regulación del crecimiento o la maduración sexual (Rinkevich, 2005). La Genómica ofrece múltiples vías extremadamente útiles para incrementar este conocimiento, lo que se traduciría entre otros en importantes mejoras para la Acuicultura de bivalvos. Uno de los aspectos en auge que identifica cada día nuevas secuencias es el estudio de la acumulación de compuestos tóxicos en bivalvos debido a su extendido consumo humano.