Las condiciones ambientales pueden determinar el sexo en esta especie
Las dafnias son pequeños crustáceos, o "pulgas de agua", que son extremadamente adaptables a su entorno. Esto se debe a su notable plasticidad fenotípica, es decir, su capacidad para cambiar su forma o comportamiento a pesar de que su composición genética permanece sin cambios. Incluso los Daphnia masculinos y femeninos son genéticamente idénticos.
Ahora, un grupo de la Universidad de Osaka ha arrojado algo de luz sobre este fenómeno combinando dos diferentes técnicas de secuenciación de ARN para revelar que ciertos genes producen diferentes versiones, o isoformas, de las proteínas que codifican en dafnias masculina y femenina.
La plasticidad fenotípica permite que un solo genoma produzca diferentes "fenotipos", lo que significa que Daphnia puede adaptarse fisiológicamente a variaciones en la salinidad del agua, la temperatura, la presencia de depredadores y más.
Una molécula llamada ARN se produce a partir de un gen en un proceso llamado transcripción, que proporciona instrucciones para que la maquinaria celular luego produzca la proteína correspondiente. Los cambios en el ARN después de la transcripción pueden dar como resultado la producción de múltiples isoformas, o moléculas de ARN ligeramente diferentes, a partir de un solo gen.
Estas variantes de isoformas son difíciles de estudiar porque la mayoría de las técnicas de secuenciación de ARN leen sólo tramos muy cortos de moléculas de ARN y luego dependen de técnicas computacionales para reconstruir las secuencias. Esto significa que se pierden los detalles finos de las diferentes isoformas.
Imagen: Daphnia magna, genéticamente idéntica, cambia de sexo en respuesta a estímulos ambientales. La hembra de la derecha tiene huevos, mientras que el macho de la izquierda no. Crédito: CC BY, Yasuhiko Kato
Sin embargo, en un enfoque novedoso, el equipo utilizó por primera vez un método más nuevo de secuenciación de ARN de lectura larga llamado Iso-Seq para identificar con precisión todas las diferentes isoformas presentes en una especie llamada Daphnia magna, antes de limitar el cambio específico de isoformas que ocurre entre machos y hembras utilizando secuencias de ARN de lectura corta de alta precisión.
"La secuenciación de lectura corta por sí sola no puede revelar esta información", explica el primer autor, Yasuhiko Kato. "Este novedoso enfoque, que combina secuenciación de lectura larga y corta, revela matices previamente desconocidos de la transcripción de Daphnia".
"Identificamos genes que cambian qué isoformas específicas se expresan de manera dependiente del sexo", añade el autor principal Hajime Watanabe. "Esto proporciona información sobre los mecanismos biológicos que subyacen a la plasticidad fenotípica única de Daphnia".
Esta investigación revela la base molecular del dimorfismo sexual en Daphnia, una especie ecológicamente importante, y proporciona una herramienta para comprender cómo las condiciones ambientales pueden determinar el sexo en esta especie. Por tanto, estos hallazgos abren el camino para nuevos avances en la acuicultura de crustáceos.
El artículo, "Identification of gene isoforms and their switching events between male and female embryos of the parthenogenetic crustacean Daphnia magna", se publicó en Scientific Reports.
