ACUIGEN

Presentación xeral

O grupo de investigación ACUIGEN - adscrito ao Departamento de Zooloxía, Xenética e Antropoloxía Física da Universidade de Santiago de Compostela - comeza a súa traxectoria no ano 1987. A súa actividade científica, centrada na área da Xenética e a súa aplicación á acuicultura e á conservación de recursos biolóxicos, está avalada por numerosas publicacións en revistas de impacto internacional e Teses dirixidas, así como polo elevado número de proxectos autonómicos, nacionais e internacionais nos que ACUIGEN participou. O carácter transversal da Xenética fixo posible a especialización nun amplo rango de especies de acuicultura e pesqueiras: peixes mariños e continentais (rodaballo, troita, robaliza, dourada, linguado, pescada…) moluscos (mexillón, ameixa, ostra, berberecho…) e crustáceos (lagostino, camarón…). Ademais, esta transversalidade facilitou a colaboración con outros grupos de investigación no eido da produción e conservación de recursos xenéticos de distintos organismos incluíndo animais e plantas (vacún, porco, coello, oso pardo, mexillón de río, cabalo de mar, castiñeiro, teixo, árnica…).

A actividade investigadora do grupo tivo desde o seu orixe unha clara proxección cara á transferencia de tecnoloxía a empresas e administracións relacionadas inicialmente coa acuicultura e o medio ambiente, o cal se manifesta nos numerosos contratos de servizos tecnolóxicos con distintas empresas e administracións. Esta colaboración, que se estendeu a outros sectores produtivos relacionados coa explotación agroforestal, derivou na creación, no ano 2012, dunha empresa de base tecnolóxica spin-off universitaria: Geneaqua S.L., que centra a súa actividade en proporcionar servizos de xenética para a mellora da produción acuícola, habendo diversificado recentemente o seu traballo cara a outros sectores produtivos.

ACUIGEN é responsable da Plataforma Tecnolóxica de Secuenciación e Xenómica funcional incluída na Rede de Infraestruturas de Apoio á Investigación e ao Desenvolvemento Tecnolóxico (RIAIDT) da Universidade de Santiago de Compostela (Campus de Lugo).Desde o ano 2006 é Grupo de Investigación de Referencia Competitiva (grupos de investigación do SUG que pola súa produción científica e actividade de I+D constitúen unha referencia no Sistema Galego de Innovación).

O grupo ten unha presenza internacional consolidada, tanto pola participación en proxectos europeos -7º Programa Marco, Horizonte 2020, INTERREG, Programa LIFE- como pola participación en numerosos proxectos en Latinoamérica con Universidades de Brasil, Arxentina, Chile e Uruguai. Ademais, recibe cada ano numerosos investigadores en formación procedentes de países como China, Bangladesh, Irán, Brasil, Uruguai, Chile, Arxentina, Portugal, Italia etc. Acuigen organizou o XII International Symposium on Genetics in Aquaculture (ISGA XII, 2015) en Santiago de Compostela, considerado como o principal congreso mundial na especialidade, que contou coa asistencia de investigadores de máis de 40 países de todo o mundo.

Desde a Secretaría Xeral de Pesca do MAGRAMA solicitouse o apoio dos investigadores deste grupo para a coordinación e selección dun Comité Nacional para a elaboración do Cuestionario para a Preparación dos Informes Nacionais para a preparación do Primeiro Informe Mundial sobre o estado dos recursos xenéticos acuáticos para a alimentación e a agricultura (FAO).

Liñas de investigación

As liñas de investigación de ACUIGEN teñen unha dobre vertente básica e aplicada, e esta dualidade é parte da filosofía do grupo, interesado tanto no estudo da evolución e da organización dos xenomas, coma nas súas aplicacións para a conservación de recursos biolóxicos, a mellora da produción, e en clínica, mediante o uso de organismos modelo para o estudo de enfermidades. O desenvolvemento destas liñas determinou a posta a punto de novas aproximacións teóricas e metodolóxicas no eido da xenética evolutiva, xenética cuantitativa e xenómica. Desde hai 10 anos o grupo vén realizando un importante esforzo para incorporar tecnoloxías xenómicas nas súas diferentes áreas, estrutural (secuenciación NGS, ensamblado de xenomas, cartografía xenética, xenotipado a grande escala RAD-seq e SNP-chips, runs of homozygosity -ROH); funcional (microarrays, RNA-seq, ATAC-seq, ChIP-seq, scRNA-seq, metaxenómica); e comparada (xenomas modelo de peixes e doutros vertebrados), todas elas apoiadas en desenvolvementos bioinformáticos froito dunha intensa colaboración con expertos nacionais e internacionais, sen esquecer a formación e incorporación de persoal propio para estas tarefas. Estes desenvolvementos están sendo utilizados para o estudo da: 1) variación adaptativa, pegadas de selección e consanguinidade en poboacións naturais e cultivadas de utilidade para a xestión de recursos e a mellora xenética; 2) filoxenia e estrutura xenética de distintos organismos, estreitamente vencellada á xenética da conservación; 3) arquitectura xenética de caracteres produtivos e identificación de marcadores asociados e perfís de expresión xénica para selección asistida e selección xenómica. Ligado aos desenvolvementos xenómicos, púxose en marcha un laboratorio de peixe cebra para a súa utilización como modelo en acuicultura, así como para aplicacións en enfermidades humanas e toxicoloxía.

De forma sintética cítanse deseguido as liñas do grupo:

- Xenética poboacional, filoxenia e filoxeografía

- Arquitectura e evolución dos xenomas

- Desenvolvemento e xenotipado de marcadores xenéticos a escala xenómica

- Xenómica estrutural: mapas físicos e xenéticos, loci de trazos cuantitativos (QTL), asociación x(GWAS)

- Xenómica Funcional: expresión xénica e regulación

- Xenómica Comparada estrutural e funcional

- Metaxenómica: estudo do microbioma e das súas aplicacións

- Mellora xenética en acuicultura:
Identificación de QTL (GWAS): selección asistida por marcadores (MAS)
Identificación de xenes candidatos relacionados con caracteres de interese (GAS)

- Xestión e conservación de recursos xenéticos: xenómica poboacional

- Laboratorio de peixe cebra: organismo acuático modelo en toxicoloxía e biomedicina

PERSOAL

Paulino Martínez Portela; Catedrático de Genética, coordinador grupo de investigación
Laura Sánchez Piñón; Catedrática de Genética, coordinadora laboratorio pez cebra (Zebrabiores)
Ana Mª Viñas Díaz; Profesora Titular de UN
Mª Carmen Bouza Fernández; Profesor Titular de UN
Román Vilas Peteiro; Profesor Contratado Doctor
Mª Belén Gómez Pardo; Profesora Titular de UN
Manuel Vera Rodríguez; Profesor Titular de UN
Diego Robledo Sánchez; Investigador Oportunius
Carlos Fernández López; Investigador Doctor experto en Bioinformática
Miguel Hermida Prieto; Investigador Doctor experto en Bioinformática
Juan A. Rubiolo Gaytan; Investigador Doctor experto en Genómica
Andrés Blanco Hortas; Investigador experto en Bioinformática
Lucía Insua Díaz; Técnico de laboratorio
Susana Sánchez Darriba; Técnico de laboratorio
María Villar López ; Técnico de laboratorio
Cristina Alonso Doce; Técnico de laboratorio
Sonia Gómez Fernández; Auxiliar Administrativo
Mónica A. Otero Obarrio; Técnico Superior de Xestión

RESULTADOS APLICADOS

Ferramentas xenómicas de aplicación en xestión e produción

• Aplicación de tecnoloxías para o estudo da expresión xénica (microarrays, qPCR, RNA-seq, scRNA-seq) e a súa regulación (ATAC-seq, ChIP-seq, sRNA-seq) en produción animal e vexetal, particularmente en acuicultura (ex., rodaballo, linguado, ostra plana, ameixa, berberecho e coello, así como de parasitos responsables de patoloxías de importancia en produción (Perkinsus, Enteromyxum)).
• Construción de mapas xenéticos para o estudo da arquitectura xenética de caracteres produtivos en acuicultura (ex., rodaballo, coruxo, linguado, berberecho).
• Secuenciación, ensamblado e anotación de xenomas completos de eucariotas (rodaballo, linguado, pescada, mexillón, ameixa) e procariotas (Vibrio).

-Selección xenética

• Deseño e seguimento de programas de selección xenética empregando como soporte marcadores xenéticos en rodaballo, dourada, robaliza, linguado, ostra plana, lagostino, gando vacún.
• Deseño de ferramentas moleculares para a rastrexabilidade xenealóxica e a análise de parentesco en rodaballo, linguado, robaliza, dourada, troita arco da vella, ostra plana, berberecho, mexillón, lagostino, vaca.
• Deseño de ferramentas moleculares para a identificación de triploides en rodaballo e troita arco da vella.
• Identificación de xenes candidatos e marcadores relacionados con caracteres produtivos en rodaballo, coruxo, coello, ostra plana, mexillón, ameixa e berberecho para a súa aplicación na selección asistida por marcadores.
• Patente para a identificación do sexo en rodaballo mediante marcadores para a obtención de poboacións todo-femias.

-Xestión de Recursos Biolóxicos

• Guías e orientacións para as políticas de xestión de recursos xenéticos salvaxes e cultivados en especies de interese pesqueiro e conservacionista (ex., rodaballo, berberecho, ostra, peixes neotropicais, troita común, mexillón de río, cabalos de mar, peixes agulla, teixo, árnica).

-Aplicacións do peixe cebra coma modelo en clínica e toxicoloxía

• Avaliacións toxicolóxicas de novos compostos empregando peixe cebra coma modelo.
• Peixe cebra coma ferramenta para xenotransplantes en oncoloxía.

PRINCIPAIS CAPACIDADES/SERVIZOS

APLICACIÓNS XENÓMICAS E XENÉTICAS EN ACUICULTURA E CONSERVACIÓN DE RECURSOS:
AVALIACIÓN DE RECURSOS XENÉTICOS E APOIO EN PLANS DE SELECCIÓN XENÉTICA

• Plataforma tecnolóxica da USC: secuenciación, xenómica estrutural e funcional

- Secuenciación Sanger e análise de fragmentos de ADN.

- Desenvolvemento e xenotipado de marcadores moleculares (microsatélites, SNPs, RFLPs, AFLPs, RAPDs, RAD-seq, chips de SNPs, AgriSeq, Ampliseq, SNaPshot, MassARRAY).

-Análise de expresión xénica (microarrays, RNA-seq, scRNA-seq, qPCR) e a súa regulación (ATAC-seq, ChIP-seq, sRNA-seq).

-DNA barcoding.

-Análise da microbiota mediante amplicóns ribosómicos (metaxenómica).

-Bioinformática: Análise de datos NGS (next generation sequencing): secuenciación e anotación de xenomas e transcritomas; xenotipado de marcadores a diferente escala (paneis de decenas, centos e miles de SNPs).

https://www.usc.gal/es/investigacion/riaidt/secuenciacion/secuenciacion/index.html

• Plataforma de Peixe Cebra

-Subministración de embrións

-Xenograft de células tumorais

- Análise da toxicidade

O Grupo ACUIGEN acumula unha experiencia de máis de 30 anos no desenvolvemento e aplicación de ferramentas xenéticas e xenómicas para o sector produtivo e para a xestión e conservación de recursos biolóxicos. Ao longo deste período o grupo foi incorporando e formando persoal altamente especializado en diferentes tarefas, tanto de laboratorio coma computacionais, dentro dun organigrama xerarquizado e altamente eficiente. Isto fixo posible que o grupo poida ser considerado como principal referente na acuicultura española, pero tamén un referente internacional en Europa e Iberoamérica, onde se requiriu a súa presenza en numerosos proxectos tanto en relación coas producións coma coa xestión de recursos biolóxicos. Neste sentido, convén sinalar tamén que a maioría das administracións do estado español requiriron a súa colaboración para distintos proxectos relacionados coa xestión de recursos biolóxicos. A importante proxección cara ao mundo empresarial determinaron a fundación dunha empresa derivada propia de base tecnolóxica, Gene-Aqua, para unha xestión máis eficiente dos servizos e busca de novas áreas de negocio e colaboración.

EQUIPOS SINGULARES ESPECIALMENTE RELEVANTES

Laboratorio de Secuenciación e Análise de Fragmentos: Secuenciador automático 3500XL Genetic Analyzer, TissueLyser QIAGEN, 8 termocicladores, 3 termocicladores de gradiente, 2 qPCRs, Bioanalizador 2100, Nanodrop ND-1000, Fluorímetro QuantiFluor-ST, Fluorímetro Qubit 2.0, 2 centrífugas refrixeradas de alta velocidade, 3 fornos de hibridación, Autoclave, sonicador Covaris S2, Conxeladores de -80ºC, -40ºC e -20ºC, Cabina de extracción de gases, Cámara refrixerada de 4ºC.

- Laboratorio de cultivos celulares: Cámara de fluxo laminar, 2 incubadores de CO2 e estufas.

- Laboratorio de microscopia: Microscopio Nikon AZ100, Estereomicroscopio Leica S6D, Estereomicroscopio Nikon C-LEDS, Microscopio invertido Nikon TMS de luz visible, Microscopio invertido Leica DMi1 Basic Stand outfit, Sistema de fotomicrografía dixital.

- Laboratorio ensaios peixe cebra: Microinxector eléctrico, Micromanipulador 3D MM-3 Narishige.

- Animalario (AE-LU-001) que consta de 2 sistemas de recirculación de auga pechados independentes de acuarios de peixe cebra, cunha capacidade aproximada para 2500 peixes máis unha sala independente para cuarentena.