Aïllament i caracterització funcional dels elements "Pax6" i "sineoculis" com a components de la xarxa gènica implicada en la regeneració dels ulls a planàries
- Autores: David Pineda i Tomàs
- Directores de la Tesis: Emili Saló i Boix (dir. tes.)
- Lectura: En la Universitat de Barcelona ( España ) en 2005
- Idioma: catalán
- Tribunal Calificador de la Tesis: Frorenc Serras (presid.), Teresa Adell Creixell (secret.), Paola Bovolenta Nicolao (voc.), Marta Llimargas Casanova (voc.), María Domínguez Ruiz (voc.)
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: TDX
- Resumen
Shan identificat alguns dels presumptes components de la xarxa gènica implicada en la regeneració dels ulls a planària:
Sha aïllat un fragment del gen de la opsina; "Gtops". Aquest gen sexpressa als cossos neuronals de les cèllules fotoreceptores diferenciades.
Shan identificat 2 gens de la família Six/sineoculis a planària: "Gtsix1" i "Gtsix3".
El gen "Gtsix1"sexpressa com un únic transcrit als cossos neuronals de les cèllules fotoreceptores dels ulls adults de planària. Aquest gen és necessari per al manteniment de lestat diferenciat de les cèllules fotoreceptores. La inhibició daquest gen amb la tècnica dRNAi causa la pèrdua del fototropisme negatiu característic daquests organismes i també sha comprovat la pèrdua gradual de lexpressió de "Gtops"en els organismes injectats amb dsRNA de "Gtsix1"que genera un fenotip cec. Suggerim un efecte inhibidor indirecte de "Gtsix1" sobre "Gtops".
Durant el procés de regeneració anterior, el gen "Gtsix1" sexpressa als 3 dies de regeneració en un grup de cèllules pròximes a lepidermis dorsal. En aquest estadi es determinaria el territori presumptiu dels ulls, i aquestes cèllules serien el primer signe visible del procés de diferenciació de les cèllules que formaran els ulls.
El gen "Gtsix1" té un paper clau en la determinació primerenca dels ulls a planàries. Els estudis de pèrdua de funció amb RNAi mostren una inhibició completa de la regeneració dels ulls. Aquests resultats estan dacord amb un paper ancestral dels gens del grup "Six1-2 "en la morfogènesi de lull a Protóstoms.
El gen "Gtsix3", per altra banda, sexpressa en una franja de cèllules envoltant els ganglis cefàlics que correspondria a la part distal de les branques del cervell que connecten els ganglis cefàlics amb els diferents sensors distribuïts al llarg dels marges del cap.
Durant el procés de regeneració anterior, lexpressió de "Gtsix3" es localitza en el blastema, a ambdós costats de la zona de regeneració dels nous ganglis cefàlics. Aquesta expressió sextén entre els 6-10 dies de regeneració fins a adquirir el patró dexpressió trobat en els organismes adults.
Sha identificat un nou gen "Pax6" a planàries: "Gtpax6A". El genoma de les planàries "G. Tigrina" i "D. Japonica" presenta, així, dos gens "Pax6" ("Gtpax6A/Djpax6A" i "Gtpax6B/Djpax6B").
El gen "Gtpax6A" és més similar estructuralment a altres gens "Pax6" que el gen "Gtpax6B", i és aquest últim el gen "Pax6" més divergent descrit fins al moment.
Els dos gens "Pax6" de planàries shaurien generat per una duplicació en un tríclad o plathielmint ancestral ja que no presenten cap ortologia clara amb els gens "ey" i "toy" de "Drosophila".
"Gtpax6A" i "Gtpax6B" sexpressen al Sistema Nerviós Central de les planàries adultes, marcant els ganglis cefàlics i els cordons nerviosos. "Gtpax6B" presenta, però, uns nivells dexpressió més baixos.
Sha detectat mRNA dels gens "Gtpax6A" i "Gtpax6B" tant a les cèllules fotoreceptores com a les cèllules pigmentàries dels ulls de planàries per "in situ" analitzades en TEM.
Suggerim un paper important dels gens "Pax6" de planàries en la formació de les estructures neurals. Durant el procés de regeneració, lexpressió dambdós gens Pax6 sactiva ràpidament en forma de dues taques intenses a la zona damputació dels cordons nerviosos antics. A mesura que avança el procés de regeneració el senyal dexpressió de "Gtpax6A" ens ha permès fer un seguiment del procés de regeneració dels ganglis cefàlics. Al final del procés de regeneració lexpressió de "Gtpax6A" torna als seus nivells basals.
La inactivació dels gens "Gtpax6A", "Gtpax6B" i una combinació dambdós gens mitjançant la tècnica dRNAi a les dues espècies estudiades no provoca la inhibició de la regeneració dels ulls. Tampoc sinhibeix o es modifica el patró dexpressió dels gens "Gtsix1" i "Gtops", ni hem pogut detectar cap alteració en el sistema nerviós central amb aquesta tècnica.
Hem comprovat que la tècnica dRNAi provoca un forta reducció dels nivells de mRNA dels gens "Pax6" de planària, però no la inhibició completa i es podria hipotetitzar un mecanisme dosi-independent de lactivitat dels gens "Pax6" a planàries.
Els gens "Gtpax6A/Djpax6A" i "Gtpax6B/Djpax6B" no serien components essencials en la xarxa gènica que controla la determinació i diferenciació dels ulls de planàries durant el procés de regeneració. Suggerim que altres gens poden compensar o substituir lactivitat daquests durant el procés de regeneració dels ulls a planàries.
ENGLISH ABSTRACT:
THESIS SUBJECT: Isolation and functional characterization of elements "Pax6" and sineoculis as components of the genetic pathway involved in planarian eye regeneration.
ABSTRACT TEXT: We have identified some of the components of the genetic pathway involved in planarian eye regeneration:
We have identified a peace of the opsin gene; "Gtops". This gene is expressed in the neuronal bodies of the photoreceptor cells.
We have identified two genes of the "Six/sineoculis" family in planaria: "Gtsix1" and "Gtsix3".
"Gtsix1" gene is also expressed in the neuronal bodies of the photoreceptor cells. This gene is essential for the maintenance of the differentiated state of fotoreceptor cells and for eye regeneration.
" Gtsix3" expression in the adult planarian head is located in a stripe surrounding the cephalic ganglia, from the auricles to the tip of the head. This localization corresponds to the distal part of the brain branches that connect the cephalic ganglia to the distinct sensors distributed along the head margin.
We also report the presence of two "Pax6"-related genes; "Pax6A" and "Pax6B", wich are highly conserved in two planarian species "Dugesia japonica" and "Girardia tigrina". Pax6A is more similar to other Pax6 proteins than Pax6B, which is the most divergent Pax6 described so far. The planaria "Pax6" homologs do not show any clear orthology to the "Drosophila" duplicated genes, "eyeless" and "twin of eyeless", which suggest an independent "Pax6" duplication in a triclad or platyhelminth ancestor. "Pax6A" is expressed in the central nervous system of intact planarians, labeling a subset of cells of both cephalic ganglia and nerve cords, and is activated during cephalic regeneration. "Pax6B" follow a similar pattern, but shows a lower level of expression. "Pax6A" and "Pax6B" transcripts are detected in visual cells only at ultrastructural level, probably because a limited amount of transcripts is present in these cells. Inactivation of both "Pax6A" and "Pax6B" by RNA-mediated gene interference inhibits neither eye regeneration nor eye maintenance, suggesting that the genetic network that controls this process is not triggered by "Pax6" in planarians.
