Cambios en la estructura y función de los genes Hox durante la evolución del plan corporal squamate

Área de la Ciencia:

• Biología del desarrollo evolutivo Biología del desarrollo evolutivo.
• La genómica comparada es una genómica comparada.
• La embriogénesis de los vertebrados.

Sus antecedentes:

• Los genes Hox son cruciales para establecer el eje del cuerpo anterior-posterior en los vertebrados.
• Las modificaciones en la expresión del gen Hox se correlacionan con la evolución de la diversidad del plan corporal de los vertebrados.
• Los reptiles exhiben una amplia gama de variaciones morfológicas, particularmente en el desarrollo del esqueleto axial.

Objetivo del estudio:

• Para investigar la organización genómica de los grupos de Hox en varias especies de reptiles.
• Analizar el impacto de los reordenamientos genómicos y los elementos transponibles en la regulación del gen Hox.
• Para comparar los patrones de expresión génica de Hox entre especies con esqueletos axiales distintos, como serpientes y lagartos.

Principales métodos:

• Secuenciación genómica y análisis de grupos de Hox en diferentes taxones de reptiles.
• Identificación y cuantificación de los elementos transponibles dentro de Hox loci.
• Análisis comparativo de la expresión génica (por ejemplo, secuenciación de ARN) durante la somitogénesis en serpientes de maíz y lagartos whiptail.

Principales resultados:

• Los reptiles escamados (lagartos y serpientes) poseen un número excepcionalmente grande de elementos transponibles en sus grupos de Hox.
• Estos elementos están asociados con reordenamientos genómicos extensos que afectan a las regiones de codificación y regulación de los genes Hox.
• Se observaron alteraciones significativas en la expresión de Hox13 y Hox10 durante la somitogénesis de la serpiente, vinculadas a la expansión de la región torácica y caudal.

Conclusiones:

• Los reordenamientos genómicos y la acumulación de elementos transponibles en los grupos de Hox son características clave de la evolución de los escamados.
• Los patrones de expresión divergentes de los genes Hox posteriores, incluidas las variaciones de secuencia y reguladoras, facilitaron la radiación morfológica en las serpientes.
• El sistema genético Hox demuestra la capacidad de adaptación para superar las restricciones colineares para generar una diversidad morfológica sustancial.