Caracterización del transcriptoma del erizo chileno (Loxechinus albus) utilizando secuenciación masiva

Abstract

Chile es uno de los principales exportadores de gónadas de erizo en el mundo. Sin embargo, este recurso ha sido sobreexplotado en los últimos años producto del incremento en sus tasas de captura. El erizo chileno (Loxechinus albus), se distribuye a lo largo del litoral de todo el país, posee un lento crecimiento y se alimenta principalmente de algas. Este organismo no posee dimorfismo sexual externo y su forma de reproducción es exclusivamente sexual a través de fecundación externa. El erizo chileno tiene su mitogenoma secuenciado, con lo cual se estableció la relación filogenética con otros equinodermos, grupo que es ampliamente estudiado debido a su relación filogenética con los cordados. Complementariamente se encuentra disponible el genoma secuenciado del erizo modelo Strongylocentrotus purpuratus, en donde se puede observar la gran similitud de genes con los vertebrados, destacando un sofisticado sistema inmune innato, siendo los celomocitos las células con capacidades fagociticas que comandan su respuesta inmune. La información génica y genómica disponible sobre L. albus es muy escasa, encontrándose solo las secuencias pertenecientes a los estudios del mitogenoma y microsatélites. Con el objetivo de “Caracterizar el transcriptoma de celomocitos, intestino y gónada del erizo chileno”, se realizó la secuenciación del ARN de estos tres tejidos. Las lecturas resultantes fueron filtradas con Flexbar y ensambladas con Trinity, encontrando alrededor de ciento ochenta mil contigs, de los cuales fueron anotados el 31% de estos con la herramienta Blast. Adicionalmente, se realizó una segunda anotación utilizando redes de similitud de secuencia, logrando anotar un 75% de los unigenes. Con los resultados obtenidos a partir de la anotación y usando la herramienta DAVID, fue posible determinar los términos ontológicos asociados a cada uno de los tejidos, destacando en celomocitos e intestino su rol en el sistema inmune del erizo. Por otra parte, el intestino cumpliría un rol clave en la homeostasis general de este organismo, y se encontró que las gónadas serían un órgano con un comportamiento dual, relacionado a reproducción y almacenamiento de nutrientes. Este trabajo sirve de base para la realización de futuros estudios en esta especie, no solo para conocer la biología básica de este organismo, sino que también asociado a la producción de este recurso pesquero.

Chile is the most important producer of raw sea urchin in the world. However, this resource has been over harvested in recent years depleting their natural populations. Red sea urchin (Loxechinus albus) distributed along the Chilean coast, has a slow growth and feeds algae. Sea urchin sexual dimorphism is externally indistinguishable and has sexual reproduction through external fertilization. The mitogenome of Chilean sea urchin is sequenced, which established the phylogenetic relationship with other echinoderms. Echinoderms are widely studied due to its phylogenetic relationship with the chordates. In addition, the sequenced genome of the model sea urchin Strongylocentrotus purpuratus is available, showing a great genes similarity with vertebrates, standing out a sophisticated innate immune system, being coelomocytes cells with phagocytic capacities command immune response. The L. albus genomic information available is limited, consists in a complete mitogenome and microsatellites studies. The objective of study is "Characterize the transcriptome of coelomocytes, intestine and gonad of Chilean sea urchin", the RNA sequencing of three tissues was performed. Resulting reads were filtered with flexbar and assembled with Trinity, finding 185.239 contigs, of which 31% were annotated with Blast tool. In addition, a second annotation was made using sequence similarity networks, 75% of unigenes were identified. Results obtained from the annotation alongside with DAVID tool determined ontological terms associated to each tissue, highlighting in coelomocytes and intestine a role in the immune system. Intestine would play a key role in the homeostasis; also, we found that gonads could have a dual role in reproduction and storage of nutrients. This work provides a resource for future studies, either to increase its commercial value or study basic biology in this organism.