Factores y receptores neurotróficos en el pre-vertebrado arquetípico anfioxo

Los factores y receptores neurotroficos son esenciales para el desarrollo y mantenimiento del sistema nervioso vertebrado y contribuyen de manera decisiva en funciones neuronales complejas tales como el aprendizaje, la memoria y el comportamiento social complejo. Dichos genes han sido estudiados en el anfioxo, un invertebrado marino que, por su plano corporal, desarrollo embrionario y genoma prototipico respecto a los vertebrados, es actualmente considerado el pariente vivo mas cercano al que fue el ancestro de los vertebrados. Este estudio describe la caracterizacion a nivel molecular y funcional del primer receptor Trk jamas aislado en un invertebrado, rebatiendo la idea de que los receptores Trk son una innovacion de los vertebrados, y sugieriendo que se origino por barajado de exones contenedores de dominios proteicos. Asimismo la expresion de este gen durante el desarrollo embrionario del anfioxo ha revelado ciertas caracteristicas novedosas respecto al desarrollo de su sistema nervioso. Durante la neurulacion se ha provado la migracion individual de celulas ectodermicas, lo que podria reflejar un comportamiento parecido al de las celulas de la cresta neural de vertebrados, un tipo de celulas pluripotentes que dan lugar a un gran numero de estructuras unicamente presentes en los vertebrados y totalmente ausentes en el anfioxo. Este trabajo tambien incluye la caracterizacion del primer miembro conocido de la familia de las caspasas en el anfioxo, involucradas en muerte neuronal y, ademas las primeras tecnicas desarrolladas para la obtencion rutinaria de embriones, con la potencialidad que ello comporta para su manipulacion in vivo, con el objetivo de realizar ensayos funcionales y abrir las puertas a los estudios de Evo-Devo experimental. " SUMMARY: Neurotrophic factors and their receptors play an essential role in the development and maintenance of the vertebrate nervous system, where they crucially contribute to higher neuronal functions such as learning, memory and complex social behaviour. These genes have been studied for the first time in the cephalochordate amphioxus, which is presently the best stand in for the study of one of the major events in evolution: the invertebrate-vertebrate transition. This work describes the molecular and functional characterisation of the first Trk receptor ever isolated from an invertebrate, refuting the idea that Trk receptors are a vertebrate evolutionary novelty. The results obtained suggest that exon shuffling was a key mechanism to generate a unique ProtoTrk gene, similar to that of amphioxus, which subsequently expanded by gene duplication during vertebrate evolution giving rise to all members of the Trk gene family presently known in higher vertebrates. Furthermore, the expression pattern of this Trk receptor throughout embryonic development revealed certain particularities of the amphioxus nervous system never described before. The embryonic epidermis of amphioxus neurulae contains a cell population able to migrate individually, mimicking the migratory behaviour of the vertebrate neural crest cells, a pluripotent cell type only present in vertebrates and totally absent in amphioxus. This work also includes the characterisation of the first caspase ever isolated in amphioxus and the first approaches towards experimental Evo-Devo through the development of new techniques to obtain amphioxus embryos a la carte and to manipulate them in vivo. "