Desarrollo gonadal en medaka : el rol de ndrg1b en la proliferación de las células germinales y el éxito reproductivo.

Abstract

La producción de un número adecuado de gametos es un proceso esencial para la transmisión de información genética a la siguiente generación. Para esto es fundamental que se completen las diferentes etapas del desarrollo gonadal, desde el embrión a la adultez. La proliferación de las células germinales es una de las etapas claves y está presente a lo largo del ciclo de vida en ambos sexos. Previo a la meiosis tiene lugar la proliferación cística de las células germinales la cual es bastante conservada entre invertebrados y vertebrados. Sin embargo, sus reguladores moleculares permanecen sin ser elucidados. En el presente trabajo de tesis postulamos al gen ndrg1b como un regulador de la proliferación cística en el desarrollo gonadal del pez medaka. Nuestros resultados muestran que ndrg1b se expresa en la gónada de modo diferencial entre hembras y machos, de manera opuesta a los momentos de la proliferación cística. Al generar mutaciones bialélicas de ndrg1b, empleando la estrategia CRISPR/Cas9, hemos identificado una reducción en el número de células germinales, producto de alteración de la proliferación cística, en diferentes momentos del desarrollo gonadal, inclusive en la adultez. Dichas alteraciones han impactado directamente en la producción de ovocitos y espermatozoides, y en el éxito reproductivo, sin perturbar la morfología gonadal, características sexuales secundarias, niveles de 11-KT y proporción de sexos. Adicionalmente, se ha identificado alteraciones en el comportamiento sexual masculino, particularmente reducción de parámetros comportamentales relacionados a la fecundación. De esta forma, los resultados de este trabajo añaden importancia al estudio de la proliferación de las células germinales en el desarrollo gonadal y su efecto en la producción de gametos, reproducción y comportamiento sexual.

The production of an adequate number of gametes is an essential process for the transmission of genetic information to the next generation. For this process is fundamental that different steps of gonadal development be completed from embryogenic to adult stages. The proliferation of germ cells is an important step during all life cycle in both sexes. Prior to the beginning of meiosis take place the germ cells cystic proliferation, step that is well conserved in vertebrates and invertebrates. However, the molecular regulators of this proliferation remain elusive. Here in this thesis project, we have reported that ndrg1b is an important regulator of cystic proliferation in gonadal development of medaka fish. Our results have showed that ndrg1b expression is present in gonad in a differential way between female and male, and is opposite to cystic proliferation moments. We have generated biallelic mutants of ndrg1b using the CRISPR/Cas9 strategy, leading to a reduction of germ cells number, due to the disruption of cystic proliferation in different moments of gonadal development, including adult stages. Those alterations have impacted in the production of oocytes and spermatozoids, and reproductive parameters without modify the gonadal morphology, sex secondary characteristics, 11-KT levels and sex ratio. Additionally, we have identified alterations in the male sexual behavior, particularly a decrease of behavior relationated to the fertilization. In this way, results of this thesis add importance to the study of germ cells proliferation during gonadal development, and its effect in the gamete production, reproduction and sexual behavior.