Genómica de la espermatogénesis en la Almeja Mano de León Nodipecten subnodosus

Despite the great advances in sequencing technologies, genomic and transcriptomic information for marine non-model species with ecological, evolutionary, and economical interest is still scarce. This work was aimed to identify genes expressed during spermatogenesis in the functional hermaphrodite scallop Nodipecten subnodosus (Mollusca: Bivalvia: Pectinidae), with the purpose of obtaining a panel of genes that would allow in the future for the study of differentially transcribed genes between diploid and triploid scallops in the context of meiotic arrest and reproductive sterility. Because the principal aim was to isolate genes involved in meiosis and other testis maturation-related processes, suppressive subtractive hybridization libraries of testis vs. inactive gonad were generated. Two sequencing approaches were used, obtaining 352 and 177 ESTs by Sanger sequencing, and by using pyrosequencing (454-Roche) we maximized the identified ESTs to 34,276 reads. A total of 1,153 genes from the testis library had a blastx hit and GO annotation, including genes specific for meiosis, spermatogenesis, sex-differentiation, and transposable elements. Some of the identified meiosis genes function in chromosome pairing (scp2, scp3), recombination and DNA repair (dmc1, rad51, ccnb1ip1/hei10), and meiotic checkpoints (rad1, hormad1, dtl/cdt2). Gene expression analyses in different gametogenic stages in both sexual regions of the gonad of meiosis genes confirmed that the expression was specific or increased towards the maturing testis. Spermatogenesis genes included known testis-specific ones (kelch-10, shippo1, adad1), with some of these known to be associated to sterility. Sex differentiation genes included one of the most conserved genes at the bottom of the sex-determination cascade (dmrt1). Transcript from transposable elements, reverse transcriptase, and transposases in this library evidenced that transposition is an active process during spermatogenesis in N. subnodosus [...]

A pesar de los grandes avances en las tecnologías de secuenciación, la información genómica disponible para especies marinas no-modelo de interés ecológico, evolutivo y económico es aún escasa. El objetivo de este trabajo fue identificar genes expresados durante la espermatogénesis en la almeja hermafrodita funcional Nodipecten subnodosus (Mollusca: Bivalvia: Pectinidae), con el propósito de obtener un panel de genes que pudieran a futuro permitir el estudio de transcripción diferencial de genes entre almejas diploides y triploides en el contexto del arresto meiótico y esterilidad reproductiva. Dado que la principal meta era aislar genes involucrados en meiosis y otros procesos relacionados a la maduración testicular, se generaron genotecas de hibridación sustractiva de testículo vs gónada inactiva. Dos aproximaciones de secuenciación fueron empleadas, obteniéndose 325 y 177 ESTs mediante secuenciación capilar (Sanger) y mediante el uso de pirosecuenciación (454-FLX) se maximizó la cantidad de ESTs resultando en 34,276 lecturas. Un total de 1,153 genes de la genoteca de testículo tuvieron un hit por blastx y una anotación ontológica, incluyendo genes de meiosis, espermatogénesis, diferenciación sexual y elementos transponibles. Algunos de los genes de meiosis identificados poseen función en el apareamiento de cromosomas (scp2, scp3), recombinación y reparación de ADN (dmc1, rad51, ccnb1ip1/hei10) y en checkpoints de meiosis (rad1, hormad1, dtl/cdt2). Los análisis de expresión para genes de meiosis en distintos estadios gametogénicos en ambas regiones sexuales de la gónada confirmaron que la expresión fue específica o incrementada hacia el testículo en maduración. Los genes de espermatogénesis incluyeron algunos reconocidos como testis-específicos (kelch-10, shippo1, adad1), y algunos de ellos se conoce que están relacionados a esterilidad. Los genes de diferenciación sexual incluyen a uno de los genes mas conservados en el comienzo de la cascada de determinación sexual (dmrt1). La identificación de transcritos codificantes para elementos transponibles, transcriptasas reversas, y transposasas de la genoteca de testículo en maduración son evidencia de que la transposición es un evento activo durante la espermatogénesis en N. subnodosus [...]