Neuroendocrine control of tissue remodelling

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Determining the role of a candidate peptide hormone ligand-receptor pair during pharate adult development in Drosophila

Publication . Varela, Ednilson Mascarenhas; Gontijo, Alisson M.; Homem, Catarina; Herédia, Fabiana

Resumo: Os péptidos semelhantes à insulina (Ilps) da família Relaxina têm funções importantes na reprodução, desenvolvimento e função do sistema nervoso em várias espécies e sinalizam através de recetores acoplados à proteína G (GPCRs) específicos da Relaxina. Em Drosophila, o Ilp7 é o mais altamente conservado entre os oito Ilps descritos, mas a sua função biológica permanece desconhecida. O Leucine-Rich Repeat-containing GPCR 4 (Lgr4) de Drosophila é um claro ortólogo dos recetores de Relaxina vertebrados, mas qual Ilp de Drosophlia, se houver, atua como seu ligando, ainda está por determinar. Com base na nossa análise filogenética evolutiva, eu hipotetizo que o Dilp7 e o Lgr4 formam um par ligante-recetor em Drosophila. Aqui, incorporamos os genes repórter GAL4 e LexA no locus endógeno do Lgr4 (Lgr4::P2A::GAL4 ou Lgr4::P2A::LexA, respetivamente) e utilizamos estes repórteres para inferir padrões de expressão do Lgr4 durante o desenvolvimento de Drosophila. Descobrimos que a maioria das células positivas para Lgr4 (Lgr4+) no sistema nervoso central (SNC) expressa a proteína de ligação ao ARN elav (embryonic lethal, abnormal vision), um marcador de neurónios pós-mitóticos. Isto sugere que a maioria ou todas as células Lgr4+ são neurónios, não gliais ou outras células no SNC. Ao analisar os dados de sequência dos nossos alelos GAL4 e LexA, descobrimos que existem dois alelos Lgr4 previamente não observados segregando em estirpes de Drosophila. São observadas diferenças nos padrões de expressão do Lgr4 entre estes alelos, particularmente no lobo ótico. A caracterização neuroanatómica identifica células notáveis positivas para Lgr4 na pars intercerebralis (PI), distintas das células produtoras de insulina (IPCs), sugerindo significado funcional. A expressão do Lgr4 também é detetada no gânglio proventricular (PVG), ABLKs e nos sistemas gustativos, indicando expressão extensiva tanto nos sistemas nervosos central quanto periférico, com potenciais funções diversas. Demonstramos que mutantes em Ilp7 ou Lgr4 não apresentam defeitos óbvios em condições laboratoriais normais relativamente ao desenvolvimento, fertilidade e fecundidade. No entanto, mutantes em Ilp7 e Lgr4 exibem comportamento aberrante de evitação da luz e desempenham um papel crucial no final do terceiro instar tardio das larvas, levando-as a selecionar um ambiente escuro para se pupar. Além disso, validamos bioquimicamente que o Ilp7 e o Lgr4 co-imunoprecipitam quando versões epitopadas de ambas as proteínas são expressas ectopicamente em células de Drosophila S2 cultivadas in vitro. Além disso, confirmamos que a confinamento induz um atraso na expansão da asa de D. melanogaster usando uma configuração diferente (nossas pequenas câmaras nas arenas de filmagem), e descobrimos que as moscas da estirpe mutante Ilp7 (Ilp7[1]) falham em realizar o comportamento de expansão da asa sob confinamento. No entanto, colocar a mutação Ilp7[1] em outro fundo genético (RAL486) eliminou este efeito. Além disso, a redução mediada por RNAi de Ilp7 usando drivers panneuronais e ubíquos não teve efeito ou teve o efeito oposto na expansão da asa sob confinamento. Estes resultados sugerem fortemente que o Ilp7 não é necessário para a expansão da asa. Portanto, concluímos que o fenótipo mutante Ilp7[1] observado sob confinamento é devido a uma alteração genética ou não genética na estirpe w[1118], Ilp7[1]. Os mesmos efeitos inconsistentes foram observados quando mutações no gene codificante do recetor de Ilp7, Lgr4, foram testadas. Portanto, concluímos que a via Ilp7-Lgr4 não é necessária para o comportamento de expansão da asa em situações de confinamento, rejeitando a nossa hipótese.

2025-10-23Tese de doutoramento

Acesso aberto

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Entidade financiadora

Fundação para a Ciência e a Tecnologia

Programa de financiamento

Concurso para Financiamento de Projetos de Investigação Científica e Desenvolvimento Tecnológico em Todos os Domínios Científicos - 2017

Número da atribuição

PTDC/BIA-BID/31071/2017