Development of model systems to reconstruct the unicellular prehistory of animals : an emphasis on the cell cycle

Abstract

El origen de la multicelularidad animal tiene sus raíces en el proceso de división celular. Conocer las bases moleculares del control de la divisón celular en animales y en sus parientes unicelulares tiene el potencial de permitirnos comprender qué cambios ocurrieron para permitir el origen de la multicelularidad. Sin embargo, nuestra capacidad experimental en los parientes unicelulares de los animales está bastante limitada. En esta tesis se ha contribuido al desarrollo de la especie Capsaspora owczarzaki como un organismo modelo, al desarrollar herramientas genéticas de transfección y herramientas de sincronización de ciclo celular. La caracterización del ciclo celular de Capsaspora ha permitido saber que muchos genes importantes en el ciclo celular de animales también poseen actividad transcripcional en Capsaspora, incluyendo los ortólogos principales de las ciclinas y CDKs de animales. Asimismo, el desarrollo de herramientas de transfección abre la puerta a nuevos estudios funcionales a nivel molecular en esta especie, lo cual podrá permitir conocer las funciones de muchos genes relacionados con la multicelularidad animal en el contexto de una especie unicelular.

The origin of animal multicellularity has its roots in the process of cell division. Understanding the molecular basis of cell division in animals and their unicellular relatives has the potential to elucidate what changes in the control of cell division played a role, if any, in the transition to multicellularity. However, the experimental amenability of the closest relatives of animals is yet very limited. This thesis contributes to the development of Capsaspora owczarzaki, a close unicellular relative of animals, as a model organism, by developing genetic tools for DNA transfection and culture synchronization tools to study the cell cycle. Our characterization of the Capsaspora cell cycle revealed that many genes important in the cell cycle of animal cells are also transcriptionally regulated in Capsaspora, including the main orthologs of animal cyclins and CDKs present in Capsaspora. Likewise, the development of genetic tools opens the door to new functional studies in this species, which will allow to understand the role of many genes related to multicellularity under the context of a unicellular species.