Modulación hormonal del comportamiento durante la pupariación de Drosophila melanogaster

Abstract

El desarrollo de un organismo vivo involucra diversos procesos biológicos definidos por la actividad diferencial de un conjunto de redes moleculares, sensibles al estado fisiológico del organismo y las señales ambientales percibidas del entorno. Dentro de este enorme espectro de posibilidades, podemos pensar a una red molecular como un conjunto de genes y sus productos (por ejemplo, hormonas) que activan una red neuronal ejecutante de un comportamiento. Estos comportamientos pueden ser innatos y, por ende, estar programados en forma estereotipada por circuitos neuronales definidos genéticamente. Un comportamiento innato denominado pupariación tiene preponderancia durante la transición de larvas a pupas en Drosophila melanogaster. Dicho programa esta compuesto por varios subprogramas biológicos sincronizados críticos para la supervivencia del animal durante la metamorfosis.El objetivo general de esta tesis fue caracterizar uno de los subprogramas asociados denominado “Programa Motor de Pupariación” (PMP). Consiste en un patrón de contracciones estereotipadas y repetitivas, iniciadas por un pico de la hormona esteroide Ecdisona, la cual induce la expresión del gen dilp8 en la epidermis cuticular. dilp8 es codificante de una hormona perteneciente a la familia de péptidos insulina-relaxinas (Dilp8), y se une a un receptor neuronal asociados a proteína G en el sistema nervioso central (SNC) de la larva, denominado Lgr3. De esta forma, se sabe que la vía Dilp8/Lgr3 participa en la ejecución del PMP, el cual a su vez permite el remodelado corporal del cuerpo de las larvas en su transición a pupas antes que finalice el programa de esclerotización cuticular. En esta tesis caracterizamos con mayor detalle la participación de Dilp8 en la ejecución del PMP observando como principal propiedad que la ausencia de Dilp8 o Lgr3 en animales mutantes impide la ejecución de un PMP completo, las contracciones musculares desarrolladas son deficientes y las pupas no sufren un acortamiento típico de su cuerpo, por ende, no existe un remodelado corporal durante la transición larva-pupa.Además, identificamos las neuronas Lgr3+ que reciben la señal de Dilp8 para ejecutar el PMP. Lgr3 es necesario específicamente en un grupo de 6 neuronas (o un subgrupo de ellas) de la cuerda nerviosa ventral para percibir la señal Dilp8 y promover el remodelado corporal en la transición de larva a pupa.Finalmente, proponemos que es necesario un aumento sostenido de Dilp8 durante la pupariación para que las diferentes etapas del PMP se ejecuten por completo y el remodelado corporal de larva a pupa se lleve a cabo. En conclusión, mediante la propagación de sinapsis nerviosas o la liberación de neuromoduladores, sugerimos que la vía Dilp8/Lgr3 es necesaria para activar y sostener la función de la red neuronal que efectúa el patrón rítmico y repetitivo de contracciones musculares durante la pupariación.