Strongylocentrotus purpuratus es una especie de erizo de mar de la familia Strongylocentrotidae comúnmente conocido como erizo de mar morado. Vive a lo largo del borde oriental del Océano Pacífico , extendiéndose desde Ensenada , México , hasta Columbia Británica , Canadá . [1] Esta especie de erizo de mar es de color púrpura intenso y vive en comunidades intermareales inferiores y submareales cercanas a la costa. Sus huevos son de color naranja cuando se secretan en agua. [2] Enero, febrero y marzo funcionan como los meses reproductivos activos típicos de la especie. La madurez sexual se alcanza alrededor de los dos años. [3] Normalmente crece hasta un diámetro de unos 10 cm (4 pulgadas) y puede vivir hasta 70 años. [4]
Strongylocentrotus purpuratus se utiliza como organismo modelo y su genoma fue el primer genoma de equinodermo en ser secuenciado. [5]
El descubrimiento inicial de tres ARN polimerasas eucariotas dependientes de ADN distintas se realizó utilizando S. purpuratus como organismo modelo. [6] Si bien el desarrollo embrionario sigue siendo una parte importante de la utilización del erizo de mar, los estudios sobre la posición del erizo como una maravilla evolutiva se han vuelto cada vez más frecuentes. Los ortólogos de enfermedades humanas han llevado a los científicos a investigar posibles usos terapéuticos de las secuencias encontradas en Strongylocentrotus purpuratus . Por ejemplo, en 2012, científicos de la Universidad de St Andrews comenzaron a investigar la región viral "2A" en el genoma de S. purpuratus [7] [8] , que puede ser útil para la investigación de la enfermedad de Alzheimer y el cáncer. El estudio identificó una secuencia que puede devolver las células a un estado similar al de "células madre", lo que permite mejores opciones de tratamiento. [7] La especie también ha sido candidata en estudios de longevidad, particularmente debido a su capacidad para regenerar tejido dañado o envejecido. Otro estudio que comparó "jóvenes" con "viejos" sugirió que incluso en especies con diferentes esperanzas de vida, el "potencial regenerativo" se mantuvo en los especímenes más viejos, ya que no sufrieron desventajas significativas en comparación con los más jóvenes. [9]
El genoma del erizo de mar morado fue secuenciado y anotado completamente en 2006 por equipos de científicos de más de 70 instituciones, incluido el Laboratorio Marino Kerckhoff del Instituto de Tecnología de California, así como el Centro de Secuenciación del Genoma Humano de la Facultad de Medicina de Baylor . [10] Una nueva versión mejorada del genoma del erizo de mar púrpura, Strongylocentrotus purpuratus v5.0, ya está disponible en Echinobase . S. purpuratus es uno de varios organismos modelo de investigación biomédica en biología celular y del desarrollo. [11] El erizo de mar es el primer animal con un genoma secuenciado que (1) es un invertebrado marino móvil y de vida libre ; (2) tiene un embrión organizado bilateralmente pero un plan corporal adulto radial; (3) tiene el endoesqueleto y el sistema vascular acuático que se encuentran sólo en los equinodermos ; y (4) tiene un sistema inmunológico no adaptativo que es único en la enorme complejidad de su repertorio de receptores. [12]
Se estima que el genoma del erizo de mar codifica unos 23.500 genes. S. purpuratus tiene 353 proteínas quinasas, que contienen miembros del 97% de las subfamilias de quinasas humanas. [13] Anteriormente se pensaba que muchos de estos genes eran innovaciones de vertebrados o solo se conocían de grupos fuera de los deuteróstomos . El equipo que secuenció la especie concluyó que algunos genes no son específicos de los vertebrados como se pensaba anteriormente, mientras que otros genes aún se encontraron en el erizo pero no en el cordado.
El genoma es en gran medida no redundante, lo que lo hace muy comparable al de los vertebrados, pero sin tanta complejidad. Por ejemplo, se encontraron entre 200 y 700 genes quimiosensoriales que carecían de intrones , una característica típica de los vertebrados. [13] Así, el genoma del erizo de mar proporciona una comparación con el nuestro y el de otros deuteróstomos , el grupo más grande al que pertenecen tanto los equinodermos como los humanos. [12] Los erizos de mar también son los parientes vivos más cercanos a los cordados. [13] Utilizando la medida más estricta, el erizo de mar morado y los humanos comparten 7.700 genes. [14] Muchos de estos genes están involucrados en la detección del medio ambiente, [15] un hecho sorprendente para un animal que carece de una estructura de cabeza.
El erizo de mar también tiene una sustancia química "defensiva" que reacciona cuando se siente estrés para eliminar sustancias químicas potencialmente tóxicas. [13] El sistema inmunológico de S. purpuratus contiene receptores patógenos innatos como receptores tipo Toll y genes que codifican LRR . Se identificaron genes para la biomineralización que no eran homólogos de las típicas SCCP de la variedad de vertebrados humanos y codifican proteínas transmembrana como P16 . Existen muchos ortólogos para genes asociados con enfermedades humanas, como Reelin (del síndrome de lisencefalia de Norman-Roberts ) y muchas proteínas citoesqueléticas de la red del síndrome de Usher como usherin y VLGR1 . [13]
El aumento de las concentraciones de dióxido de carbono afecta el epigenoma , la expresión genética y el fenotipo del erizo de mar morado. La concentración de dióxido de carbono también reduce el tamaño de las larvas, lo que indica que la aptitud de las larvas podría verse afectada negativamente. [16] [17]
El erizo de mar morado, junto con las nutrias marinas y los abulones , es un miembro destacado de la comunidad del bosque de algas . [18] El erizo de mar morado también juega un papel clave en la desaparición de los bosques de algas que se está produciendo actualmente debido al cambio climático; [19] cuando los erizos eliminan completamente las algas de un área, el resultado es un erizo estéril .
Los erizos de mar, como el erizo de mar morado, han sido utilizados como alimento por los pueblos indígenas de California , que comían cruda la masa de huevos amarillos. [20] [21]
En California, la temporada de mayor crecimiento de las gónadas (y por lo tanto de mayor comestibilidad) es de septiembre a octubre. [22] Al principio de la temporada, las gónadas todavía están creciendo y el rendimiento será menor. A partir de noviembre las gónadas se desarrollan, sin embargo el estrés de cosecha puede inducir el desove, disminuyendo la calidad.
