Estudio de la regulación y función del gen homeótico Ultrabithorax de Drosophila melanogaster

• Autores: Daniel López Garaulet
• Directores de la Tesis: Ernesto Sánchez Herrero (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Autónoma de Madrid ( España ) en 2012
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Ginés Morata (presid.), Jonathan Benito Sipos (secret.), Marco Milán Kalbfleisch (voc.), Miguel Torres Sánchez (voc.), Jordi Casanova Roca (voc.)
• Materias:
  • Ciencias de la vida
    • Biología molecular
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: digitool-uam.greendata.es
• Resumen

  • En la mayoría de los organismos bilaterales, los genes Hox determinan la identidad segmental a lo largo de eje anteroposterior. Dado el papel crucial de estos genes durante el desarrollo, su expresión debe estar estrechamente regulada. Por otra parte, su función controla muchos aspectos del desarrollo, incluída la regulación del tamaño de las células y los órganos El gen Ultrabithorax (Ubx) de Drosophila especifica el tercer segmento torácico y el primer segmento abdominal. Su expresión está controlada por varios mecanismos, la mayoría comunes al resto de genes Hox, pero posee también un nivel adicional de regulación consistente en la regulación negativa por su propio producto. En esta tesis mostramos cómo, si los niveles de de Ubx son indebidamente elevados se establece una represión permanente de Ubx. Esta represión se hace independiente de la presencia de Ubx exógeno y genera el paradójico fenómeno de que un exceso de proteína homeótica produce fenotipos típicos de pérdida de la misma. La represión permanente depende de genes pertenecientes al grupo Polycomb (Pc). La ausencia de transcripción del Ubx endógeno cuando los niveles de proteína son muy elevados probablemente activa los complejos Pc mediante un elemento de respuesta a Pc localizado en un intrón de Ubx.

    Esto provoca la inhibición permanente de su transcripción. Se han obtenido resultados similares con el gen engrailed, mostrando que este mecanismo de represión permanente puede ser común a otros genes con autorregulación negativa cuando los su expresión aumenta transitoriamente.

    De entre todas las funciones de los genes Hox, su control sobre el crecimiento de los órganos ha intrigado especialmente a los científicos. Las proporciones de un animal dependen del correcto tamaño de cada segmento y esto, en última instancia, se controla por los genes Hox. En Drosophila, el ala y el halterio son apéndices homólogos presentes en el segundo y tercer segmento torácico, respectivamente, pero su tamaño en el individuo adulto es muy diferente. Ubx se expresa en las células del halterio durante todo el desarrollo, donde se ha demostrado que regula a distintos niveles diferentes vías de señalización implicadas en crecimiento.

    En esta tesis mostramos cómo el plan de crecimiento en la región de notum del ala (mesonotum) y de halterio (metanotum) es completamente diferente durante la metamorfosis. El mesonotum adquiere un tamaño más grande que el metanotum principalmente por proliferación celular durante la pupación, proceso que está inhibido específicamente en el metanotum. Sin embargo, aunque el metanotum es una estructura mucho más pequeña que el mesonotum, sus células aumentan su volumen hasta alcanzar un tamaño final casi tres veces mayor que el de las células del mesonotum. Concluimos que Ubx regula el tamaño en las regiones proximal del T2 y T3 dorsal por mecanismos diferentes, controlando la división celular para hacer que la parte proximal del T3 sea más pequeña que la del T2.