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

Résumé

Durante el desarrollo del sistema nervioso central (SNC) se establecen un gran número de tipos celulares diferentes. Con el fin de entender cómo tiene lugar este proceso nos propusimos dilucidar cómo se especifican dos tipos neuronales, las interneuronas CCAP/Bursicón (CCAP-INs) y neuronas eferentes CCAP/Bursicón (CCAP-NEs). Ambos se identifican al final de la embriogénesis por la expresión de los neuropéptidos Crustacean Cardioacceleratory Peptide (CCAP) y Bursicón. En primer lugar, estudiando el patrón de expresión de CCAP y Bursicón en diferentes genotipos mutantes y líneas reporteras determinamos que el neuroblasto (NB) 3-5, es el progenitor de las neuronas CCAP/Bursicón. Utilizamos el gen empty spiracles (ems) como reportero para caracterizar el linaje temprano del NB y observamos que este genera dos células madre ganglionares (CMGs) durante la ventana temporal Hb, las cuales a su vez dan lugar a 4 células. Posteriormente, el NB3-5 entra en la ventana temporal Kr. En segundo lugar, realizamos experimentos de ganancia y pérdida de función con el fin de estudiar el papel de los genes homeóticos en la especificación segmental de las neuronas CCAP/Bursicón. Concluimos que se requiere la expresión de Ultrabiothorax o Abdominal-A para evitar la apoptosis de las CCAP-NEs de los segmentos T3-A4. Además, hallamos que Abodminal-B retrasa la activación de los neuropéptidos CCAP y Bursicón hasta el tercer estadio larvario. En tercer lugar, 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 ectópica de Hb en la CCAP-NE es suficiente para transformarla en CCAP-IN. Finalmente, con el fin de entender cómo se integran los resultados expuestos anteriormente buscamos genes necesarios para generación 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) implicados en la especificación de las neuronas.