Análisis de los mecanismos de especificación de las neuronas CCAP/Bursicón en el sistema nervioso central de Drosophila melanogaster

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dc.contributor.advisor Díaz-Benjumea, Fernando J. (dir.)
dc.contributor.author Moris Sanz, Marta
dc.contributor.other UAM. Departamento de Biología Molecular es_ES
dc.contributor.other Centro de Biología Molecular Severo Ochoa es_ES
dc.date.accessioned 2015-02-26T15:57:21Z
dc.date.available 2015-02-26T15:57:21Z
dc.date.issued 2014-11-25
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/10486/664100
dc.description Tesis doctoral inédita leída en la Universidad Autónoma de Madrid, Facultad de Ciencias, Departamento de Biología Molecular. Fecha de lectura: 25-11-2014 es_ES
dc.description.abstract During the development of the Central Nervous System, a great number of specific cell fates that expressing different neuropeptides and neurotransmitters are established. The study of how this process takes place it would be helpfull to known how a set of neurons is specified. At the end of embryogenesis this peptide is expressed along with the neuropeptide Bursicon, in a set of around 40 neurons that includes interneurons (CCAP-INs) and efferent neurons (CCAP-ENs). Hence, we took the expression of the Crustacean Cardioacceleratory Peptide (CCAP) as a model system. First, we analyzed the pattern of expression of CCAP and Bursicon and observed that CCAP-INs are formed in every segments from S1 to A7 and that CCAP-ENs are spatially and temporally restricted: present from T3 to A4 in 18h old embryos and from T3 to A7 in late third instar larvae. We also observed that all CCAP neurons are generated by the neuroblast (NB) 3-5. We used the expression of the gene empty spiracles (ems) as a reporter to characterize the early lineage of NB3-5 and found that it generates two ganglion mother cells (GMCs) during its Hunchback (Hb) temporal window, which in turn give rise to four cells, and another two cells during the Krüppel temporal window. Second, we performed loss and gain-of-function experiments to study the role of Hox genes in the segment-specific appearance of CCAP-neurons. We found that the genes Ultrabithorax and abdominal-A prevent the apoptosis of the CCAP-ENs in the T3-A4 segments and thus control the special distribution of CCAP neurons. Additionally, we established that the gene Abdominal-B controls the temporal onset of the expression of CCAP and Bursicon in the CCAP-ENs present in segments A5-7. Third, we determined that CCAP-EN and CCAP-IN are not siblings cells, otherwise they are generated sequentially by the first and second GMC of the NB 3-5. These two GMCs acquire different indentities due to the continuous increase of Hb expression levels in the NB3-5. We also showed that Hb plays a role in the neuron, since its overexpression in the CCAP-ENs is enough to turn them into CCAP-INs. Finally, in order to integrate the previous data, we searched for genes required for the specification of the CCAP-neuronal fate. As a result of a genetic screening, we identified that five genes involved in this process : empty spiracles (ems), teashirt (tsh), elbow/noc (el/noc) and tailup (tup) To sum up, the results presented in this work provide new knowledge about the role of temporal and homeotic genes in neural specification and describe a model system for future research. en_US
dc.description.abstract Durante el desarrollo del sistema nervioso central (SNC) se genera un gran número de tipos celulares diferentes. Con el fin de profundizar en el estudio de la especificación neuronal en este trabajo nos propusimos dilucidar cómo se especifican dos tipos neuronales del SNC de Drosophila melanogaster: las interneuronas CCAP/Bursicón (CCAP-INs) y las neuronas eferentes CCAP/Bursicón (CCAP-NEs). Ambos tipos celulares se caracterizan al final de la embriogénesis por la expresión de los neuropéptidos Crustacean Cardioacceleratory Peptide (CCAP) y Bursicón. En primer lugar, determinamos que el neuroblasto (NB) 3-5 es el progenitor de las neuronas CCAP/Bursicón estudiando el patrón de expresión de CCAP y Bursicón en diferentes genotipos mutantes y líneas reporteras. Utilizamos el gen empty spiracles (ems) como reportero para caracterizar el linaje temprano del NB3-5 y observamos que este genera dos células madre ganglionares (CMGs) durante la ventana temporal Hunchback (Hb) , las cuales a su vez dan lugar a 4 células. Posteriormente, el NB3-5 entra en la ventana temporal Krüppel. En segundo lugar, con el fin de estudiar el papel de los genes homeóticos en la especificación segmental de las neuronas CCAP/Bursicón, analizamos los fenotipos de los mutantes de ganancia y pérdida de función de estos genes. Concluimos que la expresión de Ultrabithorax o abdominal-A se requiere para evitar la apoptosis de las CCAP-NEs de los segmentos T3-A4. Además, hallamos que Abdominal-B controla temporalemente la activación de los neuropéptidos CCAP y Bursicón retrasándola hasta el tercer estadio larvario. En tercer lugar, analizamos el linaje del NB3-5. Determinamos que la CCAP-NE y la CCAP-IN se originan a partir de la primera y segunda CMG respectivamente y que estas CMGs adquieren distintas identidades como consecuencia del incremento en los niveles de expresión de Hb en el NB3-5. Mostramos también que la expresión de altos niveles de Hb en la CCAP-NE es suficiente para transformarla en CCAP-IN. Por último, con el fin de entender cómo se integran los resultados expuestos anteriormente buscamos genes implicados en la especificación de las neuronas CCAP/Bursicón. De este modo encontramos 5 factores de transcripción empty spiracles (ems), teashirt (tsh), elbow/noc (el/noc) and tailup (tup) con estas características. En suma, los resultados presentados en este trabajo han permitido profundizar en el estudio de la función de los genes temporales y homeóticos en la especificación neural así como describir un sistema modelo para futuras investigaciones. es_ES
dc.format.extent 162 pag. es_ES
dc.format.mimetype application/pdf en
dc.language.iso spa en
dc.subject.other Drosophilas - Tesis doctorales es_ES
dc.title Análisis de los mecanismos de especificación de las neuronas CCAP/Bursicón en el sistema nervioso central de Drosophila melanogaster es_ES
dc.type doctoralThesis en
dc.subject.eciencia Biología y Biomedicina / Biología es_ES
dc.rights.cc Reconocimiento – NoComercial – SinObraDerivada es_ES
dc.rights.accessRights openAccess en


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