RESUMO: O complexo Irre Recognition Module (IRM) é um importante subgrupo de proteínas transmembranares da superfamília das imunoglobulinas que desempenham função de adesão celular e participam de diversos processos do desenvolvimento de Drosophila melanogaster, tais como: direcionamento axonal, fusão de mioblastos, espaçamento dos órgãos sensoriais, autofagia das glândulas salivares, eliminação de células suplementares e especificação de destino celular na retina pupal. A família IRM é composta por quatro membros bem caracterizados: roughest (rst; irregular-chiasmC); kin-of-irre (kirre); hibris (hbs) e sticksand-stones (sns). Uma característica marcante entre dois membros deste grupo, kirre e rst, é a ocorrência de redundância funcional durante o processo de fusão de mioblastos na musculatura somática embrionária e na fase de \"cell sorting\" das células interomatidiais na etapa final de padronização da retina pupal de Drosophila. Neste contexto, foi observado que kirre pode suprir a ausência ou diminuição nos níveis de expressão de mRNA de rst para manter o fenótipo selvagem destes tecidos. Em glândulas salivares larvais de Drosophila, modelo amplamente utilizado para estudo da morte celular programada (MCP), mutantes rstD, um alelo semidominante de rst, apresentaram fenótipo de persistência deste tecido mesmo após 12 horas à sua eliminação observada em animais selvagens. Considerando o importante processo de redundância funcional promovido por membros do grupo IRM, durante o desenvolvimento de tecidos de Drosophila melanogaster, avaliamos a correlação entre os 4 membros deste grupo durante o processo de autofagia da glândula salivar larval. Para tanto, os níveis de transcrição de genes do complexo foram analisados por RT-qPCR após a formação do pupário até o desfecho do processo de histólise. Verificamos uma diminuição a nível transcricional de rst após o pico no título de ecdisona que leva a histólise da glândula em animais selvagens, e níveis alterados dos mRNAs dos membros do complexo em animais mutantes rstD. Contudo, a superexpressão de rst não foi suficiente para gerar glândulas persistentes. Além disso, descrevemos a localização espacial, por imunohistoquímica, dos membros do complexo, enfatizando a colocalização de rst e kirre, contrariamente aos membros sns e hbs. / ABSTRACT: The complex Irre Recognition Module (IRM) is an important subgroup of transmembrane proteins of the immunoglobulin superfamily that play a role in cell adhesion and participates in several processes of development of Drosophila melanogaster, such as: axonal targeting, fusion of myoblasts, spacing of sensory organs , autophagy of the salivary glands, elimination of supplementary cells and specification of cellular target in the pupal retina. The IRM family is composed of four well-characterized members: roughest (rst; irregular-chiasmC); kin-of-irre (kirre); hibris (hbs) and sticks-and-stones (sns). A striking feature of this group is the occurrence of functional redundancy during the process of fusion of myoblasts in the embryonic somatic musculature and in the phase of cell sorting of the interomatid cells in the final step of standardization of the pupal retina of Drosophila. In this context, it can be concluded that it can not provide an absence or decrease the mRNA expression levels of maintaining the wild tissue phenotype. In larval salivary glands of Drosophila, a widely used model for the study of programmed cell death (MCP), rstD mutants, a semidominant rst allele, showed persistence phenotype of this tissue after 12 hours for its observed elimination in wild animals. During the development of Drosophila melanogaster tissues, we evaluated a correlation between the 4 members of this group during the autophagy process of the salivary gland. To that end, transcription levels of complex genes were analyzed by RT-qPCR after patient formation until the end of the histolysis process. We have seen a transcriptional decrease in the first unpronounced postdoc peak of ecdysone leading to histolysis of the gland in wild animals, and altered levels of mRNAs of the complex members in rstD mutant animals. However, a first overexpression was not enough to generate persistent glands. In addition, we describe a spatial location, by immunohistochemistry, of two members of the complex, emphasizing a first and second hand colocalization, unlike the sns and hbs members.

Os processos que regem o desenvolvimento dos olhos compostos em insetos têm sido amplamente estudados em Drosophila melanogaster onde estes se originam a partir de discos imaginais. Pouco se sabe, porém, sobre o desenvolvimento do lóbulo óptico e da retina em outros insetos que, na sua grande maioria, não possuem discos imaginais de olhos separados do sistema nervoso central. Neste sentido, a análise comparada do desenvolvimento dos olhos de Apis mellifera pode contribuir não somente para aspectos evo-devo entre as grandes famílias dos insetos holometábolos, quanto pode elucidar questões de plasticidade de desenvolvimento pois os olhos compostos apresentam fortes características sexo e casta-específicas. Com o objetivo primário de elucidar os padrões de divisão e diferenciação celular durante o desenvolvimento do olho em A. mellifera realizamos análises histológicas e de imunomarcação durante o desenvolvimento pós-embrionário, juntamente com análise de expressão do gene roughest em tempo real. Para imunomarcação utilizamos o anticorpo anti-fosfo-histona H3 fosforilada que marca células em fase M do ciclo celular. Foram analisadas larvas operárias entre o terceiro instar larval (L3) até pupas de olho branco, rosa e marrom, com foco sobre o quinto instar larval que fica subdividida em fase de alimentação e crescimento (L5F), fases de tecelagem de casulo (L5S) e prepupa (PP). O desenvolvimento do lóbulo óptico em Apis mellifera ocorre por dobramento neuroepitelial, a partir de um centro de diferenciação, seqüencialmente gerando as camadas neurais do lóbulo óptico (lóbula, medula e lâmina). A lâmina (última a surgir) 6 apresentou-se com desenvolvimento mais lento e em duas fases antes da metamorfose: a primeira fase é o seu surgimento no começo do quinto instar larval acompanhando o primeiro pico de expressão de roughest e a segunda fase ocorre durante a tecelagem de casulo com o desenvolvimento do córtex acompanhando o segundo pico de expressão de roughest. Ainda durante o segundo pico de expressão de roughest os rabdômeros da retina começam a ficar visíveis, assim como os feixes axonais. Estes porém estarão completamente formados somente após a metamorfose.. O desenvolvimento completo da lâmina, lóbula e medula e da retina ocorre somente após a metamorfose. Durante a fase pupal as estruturas do lóbulo óptico estão prontas, porém na retina observa-se ainda gradual pigmentação, encurtamento dos feixes axonais e alongamento dos rabdômeros até atingirem o seu comprimento final logo antes da emergência. / The processes that drive compound eye development in insects have been broadly studied in Drosophila melanogaster in which they arise from imaginal discs. Little is known about optic lobe and retina development in other insects, most of which do not have imaginal eye discs attached to the nervous system. For this reason, a comparative analysis of eye development in the honey bee, Apis mellifera, not only contributes to evo-devo aspects comparing the major families of holometabolous insects, but also may elucidate questions about developmental plasticity because the compound eyes of the honeybee show strong sex and caste-specific differences. Since our primary objective was to elucidate the pattern of cellular differentiation and division during eye development we performed histological and immunolabelling analyses during the postembrionic stages of development, concomitant with a realtime analysis of roughest gene expression. For the immunolabelling experiments we used an anti-phospho-histone H3 antibody that labels cells in M phase. We analyzed eye development in worker larvae starting with the third instar until white, pink and browneyed pupae, paying special attention to the fifth instar which was subdivided into feeding phase (L5F), cocoon spinning phase (L5S) and prepupae (PP). Optic Lobe development in Apis mellifera occurs by neuroepithelial folding initiating from a differentiation center, in the larval brain. This center sequentially produces the neural layers of the optic lobe (medulla, lobula and lamina). Development of the lamina, which is the last layer to be formed, takes more time and happens in two steps before metamorphosis. The first step is emergence at the beginning of the fifth larval instar coinciding with the first peak of roughest gene expression. The second step 8 occurs during the cocoon spinning phase and is marked by its inner differentiation, again accompanied by a second peak of roughest expression. During this second peak of roughest expression the rabdomers in the retina become visible. These, however, cplete thir development only during the pupal stage. The development of the lamina, lobula and medulla is not complete until after metamorphosis, even though these optic lobe structures are structurally defined already at the beginning of the pupal phase. Retinal development in this phase is marked by gradual pigmentation, axonal bundle shortening and rabdomer elongation, which reach their final size just prior to emergence of the bees from their brood cells.

RESUMO: O complexo Irre Recognition Module (IRM) é um importante subgrupo de proteínas transmembranares da superfamília das imunoglobulinas que desempenham função de adesão celular e participam de diversos processos do desenvolvimento de Drosophila melanogaster, tais como: direcionamento axonal, fusão de mioblastos, espaçamento dos órgãos sensoriais, autofagia das glândulas salivares, eliminação de células suplementares e especificação de destino celular na retina pupal. A família IRM é composta por quatro membros bem caracterizados: roughest (rst; irregular-chiasmC); kin-of-irre (kirre); hibris (hbs) e sticksand-stones (sns). Uma característica marcante entre dois membros deste grupo, kirre e rst, é a ocorrência de redundância funcional durante o processo de fusão de mioblastos na musculatura somática embrionária e na fase de \"cell sorting\" das células interomatidiais na etapa final de padronização da retina pupal de Drosophila. Neste contexto, foi observado que kirre pode suprir a ausência ou diminuição nos níveis de expressão de mRNA de rst para manter o fenótipo selvagem destes tecidos. Em glândulas salivares larvais de Drosophila, modelo amplamente utilizado para estudo da morte celular programada (MCP), mutantes rstD, um alelo semidominante de rst, apresentaram fenótipo de persistência deste tecido mesmo após 12 horas à sua eliminação observada em animais selvagens. Considerando o importante processo de redundância funcional promovido por membros do grupo IRM, durante o desenvolvimento de tecidos de Drosophila melanogaster, avaliamos a correlação entre os 4 membros deste grupo durante o processo de autofagia da glândula salivar larval. Para tanto, os níveis de transcrição de genes do complexo foram analisados por RT-qPCR após a formação do pupário até o desfecho do processo de histólise. Verificamos uma diminuição a nível transcricional de rst após o pico no título de ecdisona que leva a histólise da glândula em animais selvagens, e níveis alterados dos mRNAs dos membros do complexo em animais mutantes rstD. Contudo, a superexpressão de rst não foi suficiente para gerar glândulas persistentes. Além disso, descrevemos a localização espacial, por imunohistoquímica, dos membros do complexo, enfatizando a colocalização de rst e kirre, contrariamente aos membros sns e hbs. / ABSTRACT: The complex Irre Recognition Module (IRM) is an important subgroup of transmembrane proteins of the immunoglobulin superfamily that play a role in cell adhesion and participates in several processes of development of Drosophila melanogaster, such as: axonal targeting, fusion of myoblasts, spacing of sensory organs , autophagy of the salivary glands, elimination of supplementary cells and specification of cellular target in the pupal retina. The IRM family is composed of four well-characterized members: roughest (rst; irregular-chiasmC); kin-of-irre (kirre); hibris (hbs) and sticks-and-stones (sns). A striking feature of this group is the occurrence of functional redundancy during the process of fusion of myoblasts in the embryonic somatic musculature and in the phase of cell sorting of the interomatid cells in the final step of standardization of the pupal retina of Drosophila. In this context, it can be concluded that it can not provide an absence or decrease the mRNA expression levels of maintaining the wild tissue phenotype. In larval salivary glands of Drosophila, a widely used model for the study of programmed cell death (MCP), rstD mutants, a semidominant rst allele, showed persistence phenotype of this tissue after 12 hours for its observed elimination in wild animals. During the development of Drosophila melanogaster tissues, we evaluated a correlation between the 4 members of this group during the autophagy process of the salivary gland. To that end, transcription levels of complex genes were analyzed by RT-qPCR after patient formation until the end of the histolysis process. We have seen a transcriptional decrease in the first unpronounced postdoc peak of ecdysone leading to histolysis of the gland in wild animals, and altered levels of mRNAs of the complex members in rstD mutant animals. However, a first overexpression was not enough to generate persistent glands. In addition, we describe a spatial location, by immunohistochemistry, of two members of the complex, emphasizing a first and second hand colocalization, unlike the sns and hbs members.

Os processos que regem o desenvolvimento dos olhos compostos em insetos têm sido amplamente estudados em Drosophila melanogaster onde estes se originam a partir de discos imaginais. Pouco se sabe, porém, sobre o desenvolvimento do lóbulo óptico e da retina em outros insetos que, na sua grande maioria, não possuem discos imaginais de olhos separados do sistema nervoso central. Neste sentido, a análise comparada do desenvolvimento dos olhos de Apis mellifera pode contribuir não somente para aspectos evo-devo entre as grandes famílias dos insetos holometábolos, quanto pode elucidar questões de plasticidade de desenvolvimento pois os olhos compostos apresentam fortes características sexo e casta-específicas. Com o objetivo primário de elucidar os padrões de divisão e diferenciação celular durante o desenvolvimento do olho em A. mellifera realizamos análises histológicas e de imunomarcação durante o desenvolvimento pós-embrionário, juntamente com análise de expressão do gene roughest em tempo real. Para imunomarcação utilizamos o anticorpo anti-fosfo-histona H3 fosforilada que marca células em fase M do ciclo celular. Foram analisadas larvas operárias entre o terceiro instar larval (L3) até pupas de olho branco, rosa e marrom, com foco sobre o quinto instar larval que fica subdividida em fase de alimentação e crescimento (L5F), fases de tecelagem de casulo (L5S) e prepupa (PP). O desenvolvimento do lóbulo óptico em Apis mellifera ocorre por dobramento neuroepitelial, a partir de um centro de diferenciação, seqüencialmente gerando as camadas neurais do lóbulo óptico (lóbula, medula e lâmina). A lâmina (última a surgir) 6 apresentou-se com desenvolvimento mais lento e em duas fases antes da metamorfose: a primeira fase é o seu surgimento no começo do quinto instar larval acompanhando o primeiro pico de expressão de roughest e a segunda fase ocorre durante a tecelagem de casulo com o desenvolvimento do córtex acompanhando o segundo pico de expressão de roughest. Ainda durante o segundo pico de expressão de roughest os rabdômeros da retina começam a ficar visíveis, assim como os feixes axonais. Estes porém estarão completamente formados somente após a metamorfose.. O desenvolvimento completo da lâmina, lóbula e medula e da retina ocorre somente após a metamorfose. Durante a fase pupal as estruturas do lóbulo óptico estão prontas, porém na retina observa-se ainda gradual pigmentação, encurtamento dos feixes axonais e alongamento dos rabdômeros até atingirem o seu comprimento final logo antes da emergência. / The processes that drive compound eye development in insects have been broadly studied in Drosophila melanogaster in which they arise from imaginal discs. Little is known about optic lobe and retina development in other insects, most of which do not have imaginal eye discs attached to the nervous system. For this reason, a comparative analysis of eye development in the honey bee, Apis mellifera, not only contributes to evo-devo aspects comparing the major families of holometabolous insects, but also may elucidate questions about developmental plasticity because the compound eyes of the honeybee show strong sex and caste-specific differences. Since our primary objective was to elucidate the pattern of cellular differentiation and division during eye development we performed histological and immunolabelling analyses during the postembrionic stages of development, concomitant with a realtime analysis of roughest gene expression. For the immunolabelling experiments we used an anti-phospho-histone H3 antibody that labels cells in M phase. We analyzed eye development in worker larvae starting with the third instar until white, pink and browneyed pupae, paying special attention to the fifth instar which was subdivided into feeding phase (L5F), cocoon spinning phase (L5S) and prepupae (PP). Optic Lobe development in Apis mellifera occurs by neuroepithelial folding initiating from a differentiation center, in the larval brain. This center sequentially produces the neural layers of the optic lobe (medulla, lobula and lamina). Development of the lamina, which is the last layer to be formed, takes more time and happens in two steps before metamorphosis. The first step is emergence at the beginning of the fifth larval instar coinciding with the first peak of roughest gene expression. The second step 8 occurs during the cocoon spinning phase and is marked by its inner differentiation, again accompanied by a second peak of roughest expression. During this second peak of roughest expression the rabdomers in the retina become visible. These, however, cplete thir development only during the pupal stage. The development of the lamina, lobula and medulla is not complete until after metamorphosis, even though these optic lobe structures are structurally defined already at the beginning of the pupal phase. Retinal development in this phase is marked by gradual pigmentation, axonal bundle shortening and rabdomer elongation, which reach their final size just prior to emergence of the bees from their brood cells.