Strongylocentrotus purpuratus

El genoma del erizo de mar púrpura fue completamente secuenciado y anotado en 2006 por equipos de científicos de más de 70 instituciones, incluyendo el Laboratorio Marino Kerckhoff del Instituto Tecnológico de California y el Centro de Secuenciación del Genoma Humano del Colegio de Medicina de Baylor . ^{[ 6 ]} 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 los diversos organismos modelo de investigación biomédica en biología celular y del desarrollo. ^{[ 7 ]} El erizo de mar es el primer animal con un genoma secuenciado que (1) es un invertebrado marino móvil de vida libre ; (2) tiene un embrión organizado bilateralmente pero un plan corporal adulto radial; (3) tiene el endoesqueleto y el sistema vascular acuífero que se encuentran solo en los equinodermos ; y (4) tiene un sistema inmunitario no adaptativo que es único por la enorme complejidad de su repertorio de receptores. ^{[ 8 ]}

Se estima que el genoma del erizo de mar codifica alrededor de 23.500 genes. El S. purpuratus posee 353 quinasas de proteínas, que incluyen miembros del 97% de las subfamilias de quinasas humanas. ^{[ 9 ]} Anteriormente se creía que muchos de estos genes eran innovaciones de los vertebrados o que solo se conocían en grupos ajenos a los deuterostomos . El equipo que secuenció la especie concluyó que algunos genes no son específicos de los vertebrados , como se pensaba anteriormente, mientras que otros genes se encontraron en el erizo pero no en los cordados.

El genoma es en gran medida no redundante, lo que lo hace muy comparable al de los vertebrados, pero sin la complejidad. Por ejemplo, se encontraron entre 200 y 700 genes quimiosensoriales que carecían de intrones , una característica típica de los vertebrados. ^{[ 9 ]} Por lo tanto, el genoma del erizo de mar proporciona una comparación con el nuestro y los de otros deuterostomados , el grupo más grande al que pertenecen tanto los equinodermos como los humanos. ^{[ 8 ]} Los erizos de mar son también los parientes vivos más cercanos de los cordados. ^{[ 9 ]} Utilizando la medida más estricta, el erizo de mar púrpura y los humanos comparten 7700 genes. ^{[ 10 ]} Muchos de estos genes están involucrados en la percepción del entorno, ^{[ 11 ]} un hecho sorprendente para un animal que carece de una estructura cefálica.

El erizo de mar también posee un defensoma químico que reacciona cuando se detecta estrés para eliminar sustancias químicas potencialmente tóxicas. ^{[ 12 ] [ 9 ]} El sistema inmunitario de S. purpuratus contiene receptores de patógenos innatos como los receptores tipo Toll y genes que codifican para LRR . Se identificaron genes para la biomineralización que no eran homólogos de la variedad típica de vertebrados humanos (SCCP), ^{[ 13 ]} 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 del citoesqueleto de la red del síndrome de Usher como usherina y VLGR1 . ^{[ 9 ]}

El aumento de las concentraciones de dióxido de carbono afecta al epigenoma , la expresión génica y el fenotipo del erizo de mar púrpura. La concentración de dióxido de carbono también reduce el tamaño de sus larvas, lo que indica que la aptitud de las larvas podría verse afectada negativamente. ^{[ 14 ] [ 15 ]}

Los erizos de mar, como el erizo de mar púrpura, han sido utilizados como alimento por los pueblos indígenas de California , quienes consumían la masa de huevos amarilla cruda. ^{[ 19 ] [ 20 ]}

En California, la temporada de máximo crecimiento de las gónadas (y por lo tanto, la de máxima comestibilidad ) es de septiembre a octubre. ^{[ 21 ]} Al principio de la temporada, las gónadas aún están creciendo y el rendimiento será menor. A partir de noviembre, las gónadas están desarrolladas; sin embargo, el estrés de la cosecha puede inducir la puesta de huevos, lo que disminuye la calidad.

Se encontraron tres ARN polimerasas dependientes de ADN eucariotas distintas dentro del organismo modelo S. purpuratus . ^{[ 22 ]} Junto con la investigación del desarrollo embrionario , los ortólogos de enfermedades humanas han llevado a los científicos a investigar posibles usos terapéuticos para secuencias encontradas en Strongylocentrotus purpuratus . En 2012, científicos de la Universidad de St Andrews comenzaron a investigar la región viral "2A" en el genoma de S. purpuratus ^{[ 23 ] [ 24 ]} que podría ser útil para la investigación de la enfermedad de Alzheimer y el cáncer. El estudio identificó una secuencia que puede devolver a las células a un estado similar al de una "célula madre". ^{[ 23 ]} Esta característica ha convertido a la especie en una candidata en estudios de longevidad, particularmente debido a su capacidad para regenerar tejido dañado o envejecido, que se encontró que se mantenía en especímenes más viejos ya que no sufrían desventajas significativas en comparación con los más jóvenes. ^{[ 25 ]}