Expresión diferencial en distintas etapas del proceso de regeneración de Nais communis (Annelida: Naididae)

Abstract

La regeneración, un proceso homeostático fundamental para el mantenimiento y restablecimiento de la integridad de los organismos, exhibe una notable variabilidad en su extensión y mecanismos a lo largo del árbol filogenético de los metazoos. En anélidos, este fenómeno implica una serie de eventos coordinados que van desde la curación de la herida hasta la formación de nuevas estructuras segmentarias. Este trabajo describe el proceso de regeneración e investiga la expresión diferencial de genes durante la regeneración en el anélido Nais communis (Clitellata: Naididae), combinando análisis microfotográficos con secuenciación de ARN (ARN-seq) en tres etapas post-amputación (1, 2 y 3 días). El análisis bioinformático, empleando las aproximaciones edgeR y NOISeq, identificó genes diferencialmente expresados (en adelante, GDE) relacionados con la respuesta inmune y el desarrollo del sistema nervioso. Principalmente, se identificaron 50 genes de interés con roles conocidos en la regeneración de otros organismos, sugiriendo la conservación de mecanismos moleculares clave, y la participación de vías de señalización como Wnt y Notch. Un análisis de enriquecimiento de términos de ontología génica (GO) reveló la participación de procesos biológicos clave, como la regulación del ciclo celular y de la muerte celular programada. Este trabajo proporciona un panorama general de los mecanismos moleculares y de la red de interacciones génicas que coordinan la regeneración en N. communis, abriendo nuevas vías para comprender la biología regenerativa en anélidos y otros metazoos.

Regeneration, a homeostatic process fundamental for the maintenance and restoration of organismal integrity, exhibits remarkable variability in its extent and mechanisms throughout the metazoan phylogenetic tree. In annelids, this phenomenon involves a series of coordinated events ranging from wound healing to the formation of new segmental structures. This work describes the regeneration process and investigates the differential gene expression during regeneration in the annelid Nais communis (Clitellata: Naididae), combining microphotographic analysis with RNA sequencing (RNA-seq) at three post-amputation stages (1, 2, and 3 days). Bioinformatics analysis, employing the edgeR and NOISeq approaches, identified differentially expressed genes (DEGs) related to the immune response and nervous system development. Remarkably, 40 candidate genes with known roles in the regeneration of other organisms were identified, suggesting conservation of key molecular mechanisms and involvement of conserved signaling pathways such as Wnt and Notch. A gene ontology (GO) term enrichment analysis revealed participation of key biological processes such as cell cycle regulation and programmed cell death. This work provides an overview of the molecular mechanisms and gene interaction networks that coordinate regeneration in N. communis, offering new insights to understand regenerative biology in annelids and other metazoans.