Análisis de nuevos mecanismos de especificación neuropeptidérgica en Drosophila melanogaster
Author
Rubio Ferrera, IreneAdvisor
Benito Sipos, JonathanEntity
UAM. Departamento de BiologíaDate
2019-09-20Subjects
Drosophilas - Tesis doctorales; Neurobiología molecular - Tesis doctorales; Genética del desarrollo - Tesis doctorales; Biología y Biomedicina / BiologíaNote
Tesis doctoral inédita leída en la Universidad Autónoma de Madrid, Facultad de Ciencias, Departamento de Biología. Fecha de lectura: 20-09-2019Esta tesis tiene embargado el acceso al texto completo hasta el 20-03-2021
Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional.
Abstract
Durante el desarrollo del sistema nervioso central (SNC) de Drosophila melanogaster
se genera un numero abrumador de subtipos celulares. De hecho, cada una de las casi 400
células que componen cada hemisegmento de la cuerda nerviosa ventral (CNV) es
prácticamente única. Invertebrados y vertebrados parecen compartir los principios
comunes de la especificación neuronal, en los cuales las cascadas de factores de
transcripción establecen patrones temporales de división en los progenitores, cuyos
resultados son modificados posteriormente por las señales espaciales para generar
diversidad. Finalmente, códigos combinatorios de factores selectores terminales refinan
aún más las características únicas de cada célula.
En esta tesis doctoral se emplean técnicas de genética clásica y de transcriptómica con
el objetivo de ahondar en el conocimiento sobre la especificación neuronal.
Por un lado, se han caracterizado los mecanismos básicos de desarrollo de las
neuronas del sistema de la Orcokinina A estableciéndolo como un interesante modelo para
el estudio de la adquisición de destinos terminales neuropeptidérgicos. Se trata de un
grupo de 10 neuronas localizadas en los segmentos abdominales A1-A5 de la CNV de D.
melanogaster. Estas células nacen a partir del neuroblasto (NB) 5-3 en una ventana
temporal castor-grainyhead (cas-grh). Su patrón de expresión a lo largo de la CNV está
determinado por los genes homeóticos Ultrabithorax (Ubx) y abdominal A (abdA).
Asimismo, requieren la ausencia de expresión de Krüppel (Kr) y la inactivación de la ruta de
Notch para su correcta especificación. Además, gracias a una eficiente búsqueda genética
dirigida se han identificado más de 60 factores que podrían estar implicados en su cascada
selectora terminal. De ellos, se han estudiado tres en mayor profundidad: Nab, Teashirt
(Tsh) y Vestigial (Vg), llegando a establecer relaciones jerárquicas de activación entre ellos.
Por otro lado, y utilizando las células FMRFamidérgicas Tv4 como modelo, en esta tesis
doctoral se ha descrito el papel de Mcm5 como factor implicado en la especificación
neuronal, siendo éste el primer trabajo que otorga esta función a una helicasa replicativa.
Los estudios de expresión génica diferencial llevados a cabo a partir de la secuenciación de
ARN sugieren que este factor ejerce su función a través de la activación de la ruta de TFG-β/BMP An overwhelming number of cellular subtypes is generated during the central
nervous system (CNS) of Drosophila melanogaster development. Each of the nearly 400
cells that compounds a single hemisegment of the ventral nerve cord (VNC) is almost
unique. In this regard, it seems that invertebrates and vertebrates share the most basic
values of neuronal specification. Different transcription factors cues establish division
temporal patterns in progenitors, and the results are subsequently modified by spatial
signals to generate diversity. Finally, combinatorial cascades of terminal selectors further
refine the most unique characteristics of each cell.
Techniques of classical genetics and transcriptomics are used in this thesis in order
to deepening understand the neuronal specification rules.
On the one hand, the basic mechanisms of development have been characterized in
the Orcokinin A system, turning it into an interesting neuropeptidergic model for new
terminal cell fate specification studies. Orcokinin A system consists of 10 neurons located
in the VNC of D. melanogaster, specifically along the abdominal segments A1-A5. These
cells are born from the neuroblast (NB) 5-3 in a temporal mixed window castorgrainyhead
(cas-grh). The homeotic genes Ultrabithorax (Ubx) and abdominal A (abdA)
determine this expression pattern throughout the VNC. These cells also require the
absence of Krüppel (Kr) expression and the Notch pathway inactivation for their correct
specification. In addition, thanks to a great efficient targeted screening, more than 60
transcription factors that could be involved in the terminal selector cascade have been
identified. Among these, three of them have been deeper studied: Nab, Teashirt (Tsh)
and Vestigial (Vg), establishing also hierarchical relations of activation between them.
On the other hand, the role of Mcm5 in the specification of neuronal cell fates has
been described using the FMRFamidergic Tv4 cells as a model. This study is the first work
that confers this function to a replicative helicase. The differential gene expression
analysis carried out from RNA sequencing assays suggest that Mcm5 is performing
through the activation of the TFG-β/BMP pathway.
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