En el arrecife, las relaciones más significativas ecológicamente, se dan a través de la relación simbiótica entre organismos dinoflagelados del género Symbiodinium y diversos organismos cnidarios que incluyen medusas, anémonas, hidras, y corales. Los dinoflagelados son fotosintéticos y pueden existir también en vida libre; sin embargo, cuando se encuentran en simbiosis se benefician del hábitat, y de sustancias escenciales para su crecimiento y desarrollo que les proporciona el hospedero. Por otro lado, los hospederos obtienen esqueletos de carbono fijados a través de la fotosíntesis del dinoflagelado. El holobionte (hospedero y sus simbiontes), proveen a su vez el soporte para una amplia variedad de formas de vida alrededor de su medio ambiente. Por ello, esta simbiosis es fundamental para el sostén de la vida y biodiversidad en los arrecifes, y el conocimiento detallado de sus mecanismos bioquímicos será clave para implementar estrategias de preservación en este ecosistema. La simbiosis dinoflagelado-cnidario requiere de una compleja red de mecanismos de interacción bioquímica entre ambos que permiten al hospedero reconocer específicamente al dinoflagelado compatible como su organismo simbionte. A su vez, Symbiodinium debe responder a las señales del huésped para encontrarlo y establecerse en el mismo en vesículas especializadas o simbiosomas, donde lleva a cabo el intercambio de nutrientes que les conlleva a vivir en óptimas condiciones en el arrecife. Se sabe que en interacciones organismo-organismo participan proteínas de transducción de señales específicas para la interpretación de las señales bioquímicas externas que producirán eventos fisiológicos específicos. Una de éstas proteínas es el receptor de cinasa C activa o RACK1, la cual es capaz de unirse a múltiples ligandos y servir de plataforma para llevar a las cinasas u otras proteínas efectoras a sus sitios de acción en función de la señal emitida. A pesar de ser claves en múltiples mecanismos de señalización, la caracterización bioquímica y funcional de esta proteína y ligandos (incluyendo a la proteína cinasa C), no se ha llevado a cabo en ningún componente del holobionte dinoflagelado-cnidario. En nuestro grupo estamos caracterizando proteínas de transducción de señales en Symbiodinium sp. KB8 en cultivo, y debido a su importancia en mecanismos de señalización, será fundamental caracterizar bioquímica y funcionalmente a RACK1 y sus ligandos en el simbionte y su hospedero. Proponemos llevar a cabo estos estudios en el simbionte en cultivo y en los endosimbiontes recién aislados de su hospedero, la medusa Cassiopeia xamachana, en donde es probable que existan asociaciones diferenciales de RACK1 con respecto a sus ligandos. Para determinar si existe también una asociación diferencial de RACK1 y sus ligandos en el hospedero en función de la simbiosis, proponemos identificar y caracterizar a estas mismas proteínas en la medusa en etapas pre- y post-simbiótica. Esto es, en pólipos de medusa no infectados, y en medusas adultas con endosimbiontes, los cuales se pueden separar centrifugando el homogenado y así obtener proteínas del hospedero exclusivamente. Estos estudios permitirán: a) identificar y caracterizar a RACK1 tanto en el simbionte como en el hospedero; b) identificar los ligandos de RACK1 en el simbionte y el hospedero; c) identificar asociaciones diferenciales de los ligandos en función de las etapas pre- y post-simbiótica en ambos; y d) identificar la importancia de la interacción de RACK1 con sus ligandos en el establecimiento de la simbiosis.

A pesar de ser claves en múltiples mecanismos de señalización, la caracterización bioquímica y funcional de RACK1 y sus ligandos, no se ha llevado a cabo en ningún organismo partícipe de la endosimbiosis dinoflagelado-cnidario. Este proyecto pretende contribuír al conocimiento de los mecanismos bioquímicos involucrados en vías de transducción de señales mediadas por RACK1 y sus ligandos en un modelo simbiótico dinoflagelado-cnidario. En particular, se busca aportar conocimiento para entender el diálogo y señalización molecular mediadas por esta proteína y sus ligandos, en el contexto de la simbiosis. Es por ello que se tomará ventaja del sistema dinoflagelado-cnidario Symbiodinium-Cassiopeia xamachana, que puede manipularse bajo condiciones controladas de laboratorio, y se harán estudios en el simbionte y en el hospedero en etapas pre- y post-simbióticas para identificar vías de señalización en función de la asociación diferencial de sus ligandos, y así entender mejor cómo funcionan estas proteínas dentro de este marco de diálogo molecular interactivo entre dos organismos. Este conocimiento contribuirá al entendimiento detallado de las simbiosis que ocurren en los arrecifes de coral donde los hospederos se benefician capturando esqueletos de carbón que son fijados a través de los procesos fotosintéticos de los simbiontes dinoflagelados, los cuales son, por lo tanto, fundamentales para el sostén de las abundantes formas de vida que proliferan en los arrecifes. El conocimiento de los mecanismos bioquímicos y vías de transducción de señales que subyacen a estas simbiosis será fundamental para la preservación del sostén y la biodiversidad de este ecosistema. Adicional a las contribuciones al conocimiento, éstas se reflejarán en la formación de recursos humanos, presentaciones del trabajo en congresos nacionales e internacionales, y publicaciones de calidad en revistas arbitradas e indexadas.