Marcellini Liotaud, Sylvain Guy AndreCumilaf Saavedra, Lefney Ayvlen2025-09-222025-09-222025https://repositorio.udec.cl/handle/11594/13093Tesis presentada para optar al título de Biólogo/a.Las ranas Xenopus tropicalis (Xtr) y Xenopus laevis (Xla) ofrecen un contexto biológico y genético ideal para entender cómo cambios transcripcionales se relacionan con cambios fenotípicos, lo que es un desafío constante en la disciplina EvoDevo. En particular, mientras Xtr es diploide al igual que Homo sapiens, Xla contiene dos subgenomas producto de un evento de hibridación. Es de nuestro particular interés entender cómo ha evolucionado el proceso de osteogénesis, así como el programa genético óseo entre ambas especies. Como data preliminar del Laboratorio de Desarrollo y Evolución (LADE), un análisis de RNA-Seq revela dinámicas de expresión diferencial en diversos genes (tfap2b, phospho1 y col2a1) posiblemente asociados a cambios morfogenéticos de la calvaria. Considerando estos antecedentes, nuestra hipótesis de trabajo es que: Existe una relación en los cambios de expresión observados en tfap2b, phospho1 y col2a1 con diferencias en temporalidad de cierre craneal, osteocitogénesis y expresión de genes de matriz, respectivamente. En base a esto, nuestro objetivo general es: Examinar cómo los cambios de expresión observados en tfap2b, phospho1 y col2a1 se relacionan respectivamente con diferencias de temporalidad de cierre craneal, de osteocitogénesis, y de expresión de genes de matriz entre Xla y Xtr. El primer objetivo específico es: Determinar si la mayor expresión de tfap2b en Xtr se correlaciona con una condición de tipo craneosinostosis. En síntesis, se encontró una diferencia en las tasas de osificación relativas para Xla y Xtr asociadas a diferentes dinámicas de expresión de genes osteogénicos, dentro de los cuales, tfap2 actúa como regulador positivo favoreciendo el depósito aberrante de hueso en Xtr, provocando un fenotipo símil al de craneosinostosis. El segundo objetivo específico es: Caracterizar y comparar el proceso de osteocitogénesis entre ambas especies, lo que involucra la visualización de la matriz por medio de microscopía dos fotones y análisis con microscopía electrónica de barrido (MEB), hallándose una morfología de tipo hueso lamelar para Xla, con menor cantidad de lagunas osteocíticas que Xtr, pero de mayor tamaño, asociado a la acción de phospho1, entre otros genes. El tercer objetivo específico es: Analizar la expresión de genes de matriz colagenosa sobrerregulados en Xla, este objetivo implica el uso de sondas específicas, y la observación de expresión espacio-temporal mediante hibridación in situ HCR, donde finalmente una serie de genes de colágeno, entre ellos col2a1, presentó una sobreexpresión en osteoblastos de Xla. Este trabajo representa un avance en el conocimiento respecto a los cambios de expresión génica asociados a evolución de (i) morfogénesis del cierre craneal, (ii) osteocitogénesis y (iii) composición de la matriz ósea en anfibios.The frogs Xenopus tropicalis (Xtr) and Xenopus laevis (Xla) offer an ideal biological and genetic context to understand how transcriptional changes relate to phenotypic changes, which remains a constant challenge in the EvoDevo discipline. In particular, while Xtr is diploid like Homo sapiens, Xla contains two subgenomes resulting from a hybridization event. We are particularly interested in understanding how the process of osteogenesis and the bone genetic program have evolved between these two species. As preliminary data from the Laboratory of Development and Evolution (LADE), a comparative RNA-Seq analysis reveals striking differential expression dynamics in several genes (tfap2b, phospho1, and col2a1), possibly associated with morphogenetic changes in the calvaria. Based on this background, our hypothesis is that: The expression changes observed in tfap2b, phospho1, and col2a1 are associated with differences in the timing of cranial closure, osteocytogenesis, and matrix gene expression, respectively. Accordingly, our general objective is: To examine how the expression changes observed in tfap2b, phospho1, and col2a1 are respectively related to differences in the timing of cranial closure, osteocytogenesis, and matrix gene expression between Xla and Xtr. The first specific objective is: To determine whether the higher expression of tfap2b in Xtr correlates with a change in matrix deposition analogous to a craniosynostosis-like condition. In summary, a difference was found in the relative ossification rates for Xla and Xtr, associated with distinct expression dynamics of osteogenic genes, among which tfap2 acts as a positive regulator promoting aberrant bone deposition in Xtr, leading to a craniosynostosis-like phenotype. The second specific objective is: To characterize and compare the process of osteocytogenesis between the two species, which involves matrix visualization through two-photon microscopy and analysis with scanning electron microscopy (SEM). A lamellar bone morphology was found for Xla, with fewer osteocytic lacunae than Xtr but of larger size, associated with the action of phospho1 and other genes. The third specific objective is: To analyze the expression of collagenous matrix genes that are upregulated in Xla. This objective involves the use of specific probes and the observation of spatiotemporal expression through HCR in Situ hybridization, where a set of collagen genes, including col2a1, showed overexpression in osteoblast cells of Xla. This work represents an advance in understanding gene expression changes associated with the evolution of (i) cranial closure morphogenesis, (ii) osteocytogenesis, and (iii) bone matrix composition in amphibians.esCC BY-NC-ND 4.0 DEED Attribution-NonCommercial-NoDerivs 4.0 InternationalXenopus GenéticaFenotipoMorfología (Biología)Thesis