Molecular analysis of ovarian resorption by hydric stress in Blatella germanica

Abstract

In the present thesis we studied the effects of hydric stress in the ovary of the cockroach Blattella germanica. At morphological level, we described ovarian resorption induced by water deprivation. At a molecular level, we looked for markers differentially expressed under hydric stress. First, we focused on aquaporins given their role as water channel proteins. We cloned, sequenced and functionally characterised an aquaporin that transports water and urea. Then, we obtained a library of microRNAs (small non-coding RNAs that regulate gene expression post transcriptionally) present in the ovary under stress conditions. We analysed the differential expression of 13 of them and we observed that the majority were overexpressed under hydric stress. We selected miR-34-5p to perform a deeper study, including a study of their potential target mRNAs. Among the possible targets, we studied the function of Windei, a factor that resulted necessary for the trimethylation of lysine 9 in histone H3 and for chorion formation. Finally, we selected CARMER (an arginine methyltransferase) as hydric stress marker candidate. We assessed that it is overexpressed in response to hydric stress and that it is necessary for the dimethylation of arginine 17 in histone H3.

En esta tesis estudiamos los efectos del estrés hídrico en el ovario de la cucaracha Blattella germanica. A nivel morfológico describimos el proceso de reabsorción ovárica tras la privación de agua. A nivel molecular buscamos marcadores diferencialmente expresados en respuesta a este estrés. Primero nos centramos en las acuaporinas por su papel como proteínas que forman un canal transportador de agua. Clonamos, secuenciamos y caracterizamos funcionalmente una acuaporina que transporta agua y urea. Después obtuvimos una biblioteca de microRNAs (RNAs cortos no codificantes que regulan la expresión génica post-transcripcionalmente) presentes en el ovario en situación de estrés. Analizamos la expresión diferencial de 13 de ellos y observamos que la mayoría se sobreexpresaban en situación de estrés. Elegimos miR-34-5p para hacer un estudio más profundo, incluyendo un análisis de sus potenciales mRNA diana. De entre ellos, estudiamos la función de Windei y comprobamos que dicho factor es necesario para la trimetilación de la lisina 9 en la histona H3 y para la formación del corion. Por último, seleccionamos CARMER (una arginina methyltransferasa) como candidato a marcador de estrés hídrico. Comprobamos que CARMER se sobreexpresa en respuesta a estrés y que es necesario para la dimetilación de la arginina 17 en la histona H3.