Submitted by Anderson Silva (avargas@icict.fiocruz.br) on 2012-10-19T19:07:47Z No. of bitstreams: 1 antonio_c_a_meirelesfilho_ioc_bcm_0044_2008.pdf: 2486014 bytes, checksum: 619a0dcb233abdf48640585c364627e4 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-10-19T19:07:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 antonio_c_a_meirelesfilho_ioc_bcm_0044_2008.pdf: 2486014 bytes, checksum: 619a0dcb233abdf48640585c364627e4 (MD5) Previous issue date: 2008 / Research Institute Of Molecular Pathology Dr. Bohr-Gasse 7. Vienna, VIE, Austria / Diversos organismos apresentam variações no comportamento e na fisiologia que são controladas por um relógio biológico interno. O flebotomíneo Lutzomyia longipalpis (Diptera: Psychodidae), o principal vetor da leishmaniose visceral nas Américas, é um inseto hematófago com atividade crepuscular/noturna. A hematofagia, crítica na transmissão da doença, está restrita a uma determinada hora do dia, certamente conseqüência do controle do marcapasso circadiano. Apesar da importância dos ritmos circadianos na dinâmica da transmissão da doença, pouco se sabe sobre seu controle molecular em insetos vetores. Neste trabalho descrevemos algumas propriedades do relógio circadiano de L. longipalpis. Comparado a Drosophila melanogaster, os genes period (per) e timeless (tim), dois elementos negativos da retroalimentação negativa, apresentam padrão similar de expressao de RNAm. Por outro lado, a expressão de Clock (Clk) e cycle (cyc), dois elemetos positivos, diferem entre as duas espécies, sugerindo que as diferenças de fase de suas expressões possam estar associadas às diferenças observadas no ritmo de atividade circadiana. Além disso, nós observamos uma redução da atividade locomotora após o repasto sanguíneo, que é correlacionada com uma diminuição dos níveis de expressão de per and tim. Apesar de muitos aspectos do marcapasso molecular serem conservados em animais, algumas diferencas entre L. longipalpis e D. melanogaster sugeriram que o relógio circadiano de moscas de fruta divergiu bastante durante a evolução. Por exemplo, enquanto em moscas o domínio de transativação do elemento positivo reside em CLK, em L. longipalpis e todos outros animais analisados até o momento ele fica em CYC. Dessa forma, parece que durante o processo evolutivo houve uma transferência funcional do domínio de transativação de CLK para CYC na linhagem de Drosophila. Para elucidar a evolução funcional do relógio circadiano de Drosophila nós testamos a hipótese de que CLK e CYC tenham trocado o domínio de transativação durante a evolução. Nossos estudos revelaram que o relógio de Drosophila pode funcionar da mesma maneira que o de mamíferos e que CRYPTOCHROME, além do seu papel bem descrito na fotorecepção, pode ter tido um papel ancestral no mecanismo molecular do marcapasso de Drosophila. / A diversity of organisms has circadian variations of behavior and physiology that are controlled by an internal biological clock. The sand fly Lutzomyia longipalpis (Diptera: Psychodidae) is a crepuscular/nocturnal blood-sucking insect that is the main vector of visceral leishmaniasis in the Americas. Blood feeding, which is critical to disease transmission, is tightly adjusted to a specific time of day and it is therefore certainly controlled by the circadian pacemaker. Despite the importance of circadian rhythms in the dynamics of disease transmission, very little is known about its molecular control in insect vectors. In this work we describe some features of the circadian clock of L. longipalpis. Compared to Drosophila melanogaster, sandfly period (per) and timeless (tim), two negative elements of the feedback loop, show similar peaks of mRNA abundance. On the other hand, the expression of Clock (Clk) and cycle (cyc), two positive elements, differs between the two species, raising the possibility that the different phases of their expression could be associated with the observed differences in circadian activity rhythms. In addition, we show a reduction in locomotor activity after a blood meal, which is correlated with downregulation of per and tim expression levels. Although many aspects of the molecular pacemaker are conserved in animals, some differences among L. longipalpis and D. melanogaster suggested that the fruit fly circadian clock have strongly diversified during the course of evolution. For example, while in flies the transactivation domain of the positive element resides in CLK, in L. longipalpis and all other animals analyzed so far it is in CYC. Therefore, it seems that during the course of evolution a functional transference of the transactivation domain from CYC to CLK occurred in the Drosophila lineage. To shed light into the functional evolution of the Drosophila circadian clock we tested the hypothesis that CLK and CYC have swapped the transactivation domain during the course of evolution. Our studies revealed that Drosophila can sustain a mammalian-like pacemaker and that CRYPTOCHROME, besides its well described role in Drosophila photoreception, might have had an ancient role in the fruit fly clockwork mechanism.