Investigación
Desarrollo embrionario temprano
El embrión en estadio preimplantacional es una herramienta imprescindible para muchas áreas de la biotecnología, como las aplicadas en producción animal, reproducción asistida, producción de células troncales para terapia celular, producción de animales transgénicos, conservación de germoplasma, etc. A la vez es una herramienta única para entender algunos mecanismos de reprogramación genética y epigenética que ocurren no sólo durante el desarrollo preimplantacional, sino también en otros procesos como la formación y diferenciación de células troncales, la formación de tumores, el envejecimiento, así como derivados de ciertas tecnologías como la transgénesis o la transferencia nuclear. El grupo es pionero en el análisis genómico y epigenómico del desarrollo preimplantacional en animales de granja con el objetivo de producir embriones viables con mayor eficiencia y calidad. Además están analizando la reprogramación genética y epigenética que ocurre durante la formación y diferenciación de células troncales embrionarias, y en la reprogramación de células adultas a células troncales inducibles. Son pioneros también en el desarrollo de nuevas técnicas de transgénesis. También analizan cómo alteración en la programación temprana del desarrollo puede alterar la propia variabilidad estocástica en la expresión génica temprana, lo cual producirá una alta variación fenotípica (tanto en caracteres de producción animal como en el origen de enfermedades de adultos).
Gametogénesis, selección espermática y ART
Utilizamos técnicas de micromanipulación embrionaria y transgénesis para analizar genes que afectan la gametogénesis, para mejorar las tecnologías aplicadas en reproducción asistida en animales de producción, y para asegurar la eficacia y seguridad de las técnicas de micromanipulación embrionarias. De los millones de espermatozoides de un eyaculado solo unas decenas suben hasta la ampolla oviductal, donde se produce la fecundación de los ovocitos. Utilizando modelos animales hemos determinado que la termotaxis in vitro selecciona los espermatozoides capacitados, con el DNA intacto y que mejoran la producción de blastocistos y animales vivos, y estamos optimizando la técnica para usar en otras especies de mamífero. Además utilizamos animales transgénicos con mutaciones en genes candidatos a participar en gametogénesis y/o fertilización, que nos permiten diseñar nuevos marcadores de diagnóstico de fertilidad y entender los mecanismos moleculares responsables de estos procesos.
Papel del splicing en reproducción
La pérdida embrionaria, la fertilidad del macho y la determinación del sexo son algunos de los factores reproductivos más importantes en producción animal. Sin embargo, los esquemas de selección tradicionales han logrado poco progreso genético en estos factores, debido a la que los datos genómicos funcionales se procesan a nivel genético, perdiendo la información que podría extraerse del análisis de las isoformas. Además, estos procesos reproductivos son complejos y generalmente se regulan a través de mecanismos transcripcionales y postranscripcionales, entre estos últimos, el procesamiento alternativo del ARNm (“alternative slicing": AS) es el más prevalente en los mamíferos, con más del 90% de los genes siendo alternativamente procesados, produciendo diferentes isoformas que pueden tener funciones diferentes. El propósito de esta investigación es analizar el papel que desempeña el procesamiento menor (PM) del ARNm en estos procesos, estudiar la funcionalidad de diferentes isoformas que hemos identificado previamente como componentes específicos en la determinación del sexo en bovino y en ratón, y analizar la funcionalidad de ciertas variantes genéticas propuestas en estudio genómicos que afectan la fertilidad del toro. La identificación y el análisis funcional de las isoformas generadas por AS que afectan el desarrollo embrionario temprano, la determinación del sexo y la fertilidad del macho son cruciales para mejorar la eficiencia y el rendimiento reproductivo y la sostenibilidad de los animales de granja. Además, los resultados obtenidos nos permitirán entender cómo el procesamiento menor del ARNm afecta la pluripotencia y el desarrollo embrionario temprano, y cómo la reducción de algunas isoformas en el cromosoma Y podrían afectar la proporción de sexos de la descendencia, estrategia que nos permitiría en los animales de granja seleccionar el sexo según las necesidades, y en los animales de laboratorio evitaría el sacrificio de animales del sexo no utilizado en la experimentación.
