Estudo da co-regulação transcricional da família IRM de moléculas de adesão celular em Drosophila melanogaster

• Processo: 11/15227-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Vigência (Início): 01 de dezembro de 2011
• Vigência (Término): 31 de dezembro de 2014
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Biologia Molecular
• Pesquisador responsável: Ricardo Guelerman Pinheiro Ramos
• Beneficiário: Maiaro Cabral Rosa Machado
• Instituição Sede: Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto (FMRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
• Assunto(s): Adesão celular Reação em cadeia da polimerase via transcriptase reversa quantitativa (qRT-PCR) Drosophila
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: adesão celular | Drosophila | Gene da Família IRM de Drosophila | Redundâcia Funcional | RT-qPCR | Genética Molecular do Desenvolvimento

Resumo

A organização das células em uma configuração espacial especifica requer adesões celulares seletivas. Durante o desenvolvimento da retina de Drosophila melanogaster as omatídias vizinhas são separadas pelas células interomatidiais (IOCs). A reorganização das IOCs em uma única camada, etapa essencial para a eliminação das células em excesso que permite a emergência do arranjo omatidial extremamente preciso do olho composto adulto, é regulada pela adesão preferencial entre estas e as células pigmentares primárias (PC1) mediada pelas proteínas Hibris (Hbs) e Roughest (Rst) através de interações heterofílicas (Bao e Cagan, 2005). Defeitos neste processo resultam em olhos com aparência "rugosa" devido à presença de células extranumerárias que desorganizam a estrutura hexagonal extremamente regular das omatídias. Rst é uma proteína transmembranar unipasso da superfamília das imunoglobulinas de Drosophila e membro prototípico do Módulo de Reconhecimento Celular (Irre Cell Recognition Module - IRM), um pequeno grupo de proteínas da superfamília das Imunoglobulinas que incluem também kin of irre (kirre) e sticks and stones (sns), parálogos de roughest (rst) e hibris (hbs) respectivamente, que funcionam em conjunto, frequentemente de maneira funcionalmente redundante, em diversas interações celulares durante o desenvolvimento embrionário e pós-embrionário e apresentam ortólogos desde C. elegans até humanos (Fischbach et al., 2009). Importantes informações sobre as funções do gene rst foram obtidas através de estudos de um alelo regulatório semidominante de rst denominado rstD (Araújo et al., 2003), cuja mutação está associada a um rearranjo genômico localizado aproximadamente 18-19 kb a montante do putativo sitio de início de transcrição do locus. Este mutante apresenta um atraso na onda de morte celular programada (MCP), disparada pela redistribuição intracelular fisiológica de Rst nas IOCs durante o desenvolvimento da retina, e um dos comportamentos fenotípicos mais intrigantes deste alelo é a capacidade de reverter o seu fenótipo de olho "rugoso" original para indivíduos com fenótipo de olhos aparentemente normais. O principal foco do meu mestrado foi a realização de análises temporais comparativas dos níveis de mRNA rst, por meio de PCR quantitativo em tempo real (RT-qPCR), durante o desenvolvimento do olho composto nos mutante rstD, seus revertantes com olhos selvagens e em retinas de moscas selvagens. Nossos resultados, (Machado et al., 2011) confirmaram a hipótese, sugerida inicialmente pela caracterização fenotípica e molecular de rstD (Araujo et al., 2003), de que a dinâmica temporal de redistribuição protéica observada nas IOCs é consequência direta da dinâmica de transcrição do locus rst. Adicionalmente, nossos resultados demonstraram, pela primeira vez, a uma co-regulação entre rst e kirre no olho composto, sugerindo uma redundância funcional regulada pós-transcricionalmente. Com base nestes achados, é proposto neste plano de trabalho, aprofundar o estudo desta co-regulação gênica entre rst e kirre, além de analisar a participação de seus ligantes heterofílicos hbs e sns, respectivamente, com o intuito de compreendermos o mecanismo que proporciona a redundância funcional entre estes parálogos durante a morfogênese do olho composto. Pretendemos também investigar a influência dos membros do grupo IRM no desenvolvimento de outros tecidos que sofrem modificações fenotípicas em mutantes rst como, por exemplo, a glândula salivar larval, ovário e musculatura somática embrionária. Concomitantemente, realizaremos a caracterização molecular do alelo rstD e de linhagens revertantes previamente isoladas, aprofundando a compreensão da regulação da expressão do gene rst, espacial e temporalmente.