Genómica, transcriptómica y proteómica de neuropéptidos de Oncopeltus fasciatus (Hemiptera: Lygaeidae)

Abstract

Oncopeltus fasciatus (Dallas, 1852, Hemiptera: Lygaeidae) es un insecto hemimetábolo que se destaca por ser uno de los nuevos modelos de evolución, desarrollo y fisiología. El genoma de O. fasciatus ha sido secuenciado, ensamblado y se encuentra en proceso de anotación. En esta tesis se caracterizó el neuropeptidoma en estadios embrionarios tempranos y en el cerebro adulto a nivel genómico, transcriptómico y proteómico. Un neuropéptido se define como un péptido o proteína (hormonas proteicas) que es liberado desde el cerebro, diversas estructuras nerviosas (ganglios) u otros órganos a la hemolinfa o en un tejido objetivo para regular diversas actividades. En primera instancia se caracterizó de manera multiómica el neuropeptidoma de cerebro adulto de O. fasciatus. A partir de datos de secuenciación de ARN se pudo ensamblar un transcriptoma de novo que dió soporte a la corrección de marcos de lectura de neuropéptidos en el genoma. Posteriormente, se estableció la expresión génica relativa de cada neuropéptido. Luego, se logró reconocer y validar por espectrometría de masas a los precursores proteicos y a los neuropéptidos activos. Finalmente se determinó que existe una correlación entre los neuropéptidos con mayores niveles de expresión a nivel transcriptómico y la cantidad de espectros identificados a nivel proteómico por espectrometría de masas. En una segunda instancia se estudiaron embriones de O. fasciatus en una serie temporal de seis momentos que abarcó la primera mitad de este desarrollo. Se pudo concluir que la expresión a nivel de ARN mensajero para la mayoría de los neuropéptidos estudiados es baja y que esta expresión para cada neuropéptido resulta variable en el tiempo durante el desarrollo temprano. Dicha variabilidad en la expresión fue utilizada para clasificar a los neuropéptidos en grupos. La clasificación obtenida sugiere una separación de los neuropéptidos según su expresión materna-temprana, coincidentes con la expresión de genes GAP o con la segmentación del embrión, la cual es sincrónica con la formación del sistema nervioso. Finalmente se observó que en embriones tempranos las proteínas precursoras de neuropéptidos se hallan presentes en las primeras 24 horas de desarrollo embrionario aun cuando los neuropéptidos activos no fueron hallados. Esta tesis permitió caracterizar la secuencia nucleotídica y aminoacídica de neuropéptidos de O. fasciatus y sus respectivos niveles de ARN mensajero en cerebro adulto, así como también establecer una línea temporal de expresión transcriptómica de estos en el desarrollo embrional temprano. Este análisis bioinformático provee datos y conclusiones que permitirán elaborar nuevas hipótesis de trabajo experimental que permitan dilucidar la participación de los neuropéptidos en el desarrollo embrionario temprano y en la regulación de procesos fisiológicos.