Identificació de nous gens que participen en la remodelació del sistema traqueal de Drosophila melanogaster

Abstract

Un dels organismes model més utilitzats en experimentació genètica és la Drosophila melanogaster ja que la facilitat de manipulació genètica i la seva simplicitat permeten estudiar processos biològics amb múltiples aplicabilitats en diferents àmbits d’estudi com el desenvolupament embrionari i la morfogènesis. La morfogènesi es un dels esdeveniments més importants durant el desenvolupament embrionari que permet la formació dels diferent teixits i òrgans, i que depèn de l'expressió genètica i de l'activació i coordinació de diferents vies de senyalització. Entendre com es coordinen aquest processos es fonamental per conèixer com es forma un òrgan. Així, l’objectiu principal d’aquest Treball de Final de Grau és identificar nous gens implicats en la formació del sistema traqueal (el nostre òrgan model) mitjançant un mini-­‐cribratge funcional de gens que s’expressen en la tràquea, a més de generar eines per a l'estudi de la via de senyalització FGF/Bnl durant la remodelació del sistema traqueal mitjançant la tècnica de knock in. Per a dur-­‐ho a terme, amb el suport de la base de dades de Gens i Genomes de Drosophila melanogaster (mod-­‐ENCODE Tissue Expression Data) s’han seleccionat gens candidats expressats a la tràquea en estat larvari. Un cop identificats, s'ha estudiat la seva possible funció en el desenvolupament de les tràquees mitjançant el seu silenciament amb el sistema UAS-­‐Gal4. Així hem vist que Vein (CG10491), CG17098, No Ocelli (CG4491) i Peptidasa (CG4017) presenten diversos fenotips que afecten la formació dels traqueoblasts. També hem vist que Vein, lligand de la via EGF és necessari per a la proliferació i supervivència de les cèl·∙lules traqueals del sac aeri. Finalment s’ha iniciat la generació d'un knock in en el gen branchless (bnl). Per aquest motiu s'han amplificat les regions 5’ i 3’ de l’exó 2 del gen Bnl i s'ha iniciat la seva clonació dirigida al vector de destí pTV-­‐Cherry. Aquesta tècnica generarà eines que permetran entendre la funció del gen bnl durant la remodelació del sistema traqueal.

One of the most widely-­‐used model organisms for genetic studies is Drosophila melanogaster, as it is easy to genetically manipulate and its simplicity allows for the study of biological processes with multiple applicabilitys such as the study of embrionary development and morphogenesis. Morphogenesis is one of the most important events during embryogenesis that controls organ and tissue formation. Such complicated process depends on genetic regulation and on the activation and coordination of several signaling pathways. Therefore, it is crucial to know the regulation of those processes in order to understand how an organ is formed. Thus, the main goal of this Final Degree Project is to identificaty new candidate genes participating in tracheal system development (our organ model) by a functional mini-­‐screen of genes highly expressed in the trachea. Moreover, we generated tools in order to study FGF/Bnl signaling pathway during tracheal system remodeling. Using the Drosophila melanogaster’s Genes and Genomes database (mod-­‐ENCODE Tissue Expression Data) several candidate genes expressed in the trachea during larval stage have been selected. We investigate the possible functions of these candidate genes by silencing them specifically in the tracheal system. We have found that CG17098, No Ocelli (CG4491) and Peptidase (CG4017) genes present aberrant phenotypes in tracheoblasts formation. In addition, we found that vein, a ligand of EGF signaling promote cell proliferation and cell survival in tracheal cells of the air sac primordium. Finally we have started the generation of a knock in in Bnl locus. To this end we amplified 5’ and 3’ regions flanking exon 2 of Bnl gene and cloned those fragments to the destination pTV-­‐Cherry vector. This technique will allow us to generate tools to study the role of bnl during tracheal system remodeling.