Análisis bioinformático de factores genéticos y epigenéticos implicados en gametogénesis y desarrollo embrionario

Resumen

El estudio de los mecanismos de regulación de la expresión génica ha experimentado un gran auge durante las últimas décadas. Gracias al gran desarrollo de la genómica y la transcriptómica, el conocimiento disponible acerca de estos mecanismos es cada vez más extenso. En esta tesis hemos caracterizado diferentes mecanismos de control de la expresión de los genes en distintos procesos reproductivos, centrándonos específicamente en la regulación del splicing alternativo y en la reprogramación epigenética de las células germinales. Mediante la generación de ratones con distintas mutaciones en los factores de splicing ZRSR1 y ZRSR2 hemos investigado su función en distintos tejidos. En primer lugar (Artículo I), hemos determinado el efecto que tienen ciertas mutaciones en ZRSR1 sobre la regulación hipotalámica, descubriendo su implicación sobre la supervivencia y proliferación celular en el hipotálamo y en el comportamiento de los animales, manifestándose estos fenotipos de manera divergente entre machos y hembras. El Artículo II incluye una caracterización fenotípica y transcriptómica de ratones portadores de mutaciones en ZRSR2, en las que se observa una clara afectación de la foliculogénesis y diversas alteraciones tanto hematológicas como musculares. En el Artículo III hemos descrito cómo la doble mutación de ZRSR1 y ZRSR2 bloquea por completo el desarrollo de embriones en estadios muy tempranos, poniendo de manifiesto que son esenciales para la activación del genoma durante el periodo preimplantacional. Los análisis transcriptómicos de hipotálamo, folículos secundarios y embriones en estadio de dos células de animales portadores de las distintas mutaciones generadas nos han permitido definir el papel de ZRSR1 y ZRSR2 en el splicing menor y establecer su complementariedad en distintos tejidos. En el Artículo IV, mediante el análisis de metilación del genoma completo de células germinales, hemos podido describir la dinámica de metilación durante la reprogramación epigenética en cerdo, especie para la cual los datos disponibles aún eran escasos. Además, hemos identificado regiones y elementos genómicos que evaden por completo el mecanismo de desmetilación durante esta fase, determinando patrones específicos en machos y en hembras y estableciendo un punto de partida para el estudio de una posible función de la reprogramación epigenética en la determinación sexual.