Η φυλοσύνδετη θερμοευαίσθητη μετάλλαξη wisertsl (wings scalloped, eyes rough) οφείλεται σε ένθεση ενός Ρ μεταθέσιμου γενετικού στοιχείου στη 5΄ ρυθμιστική περιοχή του γονιδίου lawc (CG32711). Τα άτομα wisertsl πεθαίνουν στους 29οC, γεγονός που οφείλεται στην διαφορετική έκφραση της πρωτεΐνης Wiser/Lawc κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης. Το γονίδιο lawc/wiser κωδικοποιεί μια μικρή πρωτεΐνη 73 αμινοξέων, η οποία εκφράζεται στο στάδιο του εμβρύου στα κύτταρα της κοιλιακής χορδής του κεντρικού νευρικού συστήματος, στα πολικά κύτταρα, στο έντερο, στην τραχεία, στα αιμοκύτταρα και στο περιφερικό νευρικό σύστημα. Στα ακμαία θηλυκά άτομα εκφράζεται στα τροφοκύτταρα των ωοθηκών. Επίσης εμπλέκεται στη μορφογένεση των φτερών, των ποδιών και των ματιών. Αλληλεπιδρά με τα γονίδια Notch και Beadex και Serrate και εμπλέκεται στον κυτταρικό πολλαπλασιασμό. Τέλος, η πρωτεΐνη Lawc είναι απαραίτητη για την κατάλληλη μεταγραφή από την RNA polymerase II σε μια διαδικασία που περιλαμβάνει το πυρηνικό πρωτεάσωμα, το οποίο είναι υπεύθυνο για την αποικοδόμηση άχρηστων ή καταστραμμένων πρωτεΐνών.
Τα αποτελέσματα της παρούσας εργασίας αποκάλυψαν ότι οι μεταλλάξεις ap-Gal4 και fng-lacZ των γονιδίων apterous (ap) και fringe, αντίστοιχα αυξάνουν σημαντικά το φαινότυπο wisertsl τσιμπημένα/φαγωμένα φτερά, στα θηλυκά και αρσενικά άτομα των γενοτύπων wisertsl; ap-Gal4/+(CyO) και wisertsl;fng-lacZ/+(Sb). Το μεγαλύτερο μέρος της παρυφής των φτερών λείπει όπως και μέρος του ιστού τους. Η αύξηση του φαινοτύπου wisertsl στα άτομα των παραπάνω γενοτύπων συνοδεύεται και από σημαντικές αλλαγές στo πρότυπο έκφρασης των αντίστοιχων γονιδίων ap κα fng. Το γονίδιο ap, ενώ κανονικά εκφράζεται στο ραχιαίο διαμέρισμα του εμβρυικού δίσκου του φτερού και ορίζει το ραχιοκοιλιακό άξονα, στα άτομα wisertsl; ap-Gal4/+(CyO) η έκφρασή του επεκτείνεται και στο κοιλιακό διαμέρισμα. Το γονίδιο fng κανονικά εκφράζεται στο θύλακα των εμβρυικών δίσκων του φτερού, περιοχή που θα δώσει την πτέρυγα του ακμαίου ατόμου και στο κοιλιακό και ραχιαίο τμήμα του δίσκου που θα σχηματίσει τις αρθρώσεις των φτερών. Στα άτομα wisertsl;fng-lacZ/+(Sb) η έκφραση του γονιδίου fng περιορίζεται μόνο σε μέρος του ραχιαίου και κοιλιακού τμήματος του δίσκου των φτερών. Αύξηση του φαινοτύπου wisertsl προκαλεί και η μετάλλαξη Serrate1 στα άτομα wisertsl/Υ;Ser1.
Υπερέκφραση των γονιδίων ap, fng, Ser και Chip, με τη χρησιμοποίηση των αντίστοιχων UAS διαγονιδίων τους, στην περιοχή έκφρασης του γονιδίου ap, με οδηγό τη μετάλλαξη ap-Gal4, διασώζουν πλήρως το φαινότυπο wisertsl στα άτομα wisertsl/Y;ap-Gal4/UAS-ap, wisertsl/Y;ap-Gal4/UAS-fng, wisertsl/Y;ap-Gal4/UAS-Ser και wisertsl/Y;ap-Gal4/UAS-chip τα οποία έχουν κανονικά φτερά (με κανονικές παρυφές). Τα γονίδια fng και Ser αποτελούν στόχους του γονιδίου ap που μαζί με το γονίδιο Delta ενεργοποιούν το γονίδιο Notch, γονίδιο κλειδί για την ανάπτυξη του φτερού. Το γονίδιο Chip κωδικοποιεί την πρωτεΐνη Chip που είναι συμπαράγοντας της πρωτεΐνης Αp. Τα αποτελέσματα αυτά δείχνουν ότι έντονος φαινότυπος φαγωμένα φτερά της μετάλλαξης wisertsl στα άτομα των γενοτύπων wisertsl; ap–gal4/+ ή CyO και wisertsl; fng-lacΖ/+ ή Sb1 οφείλεται σε μειωμένη δράση της πρωτεΐνης Ap για την οποία υπεύθυνη πρέπει να είναι η μετάλλαξη wisertsl.
Η παρατήρηση ότι η μετάλλαξη wisertsl στις παραπάνω διασταυρώσεις δίνει αποτελέσματα παρόμοια με εκείνα που δίνει η υπερέχουσα μετάλλαξη Bx1 του γονιδίου Beadex στις αντίστοιχες διασταυρώσεις υποστηρίζει την άποψη ότι το γονίδιο lawc πρέπει να εμπλέκεται στην ανάπτυξη των φτερών μέσω της ρυθμίσεις της έκφρασης του γονιδίου Beadex. Αύξηση της πρωτεΐνης dLMO (Bx) μειώνει τη δράση του παράγοντα Ap μέσω της μείωσης των επιπέδων του τετραμερούς Ap-Chip-Chip-Ap. / The X-linked temperature sensitive mutation wisertsl (wings scalloped, eyes rough) is the result of an insertion of the P transposable element in the 5΄ regulatory region of the gene lawc (CG32711). wisertsl flies do not survive in the restrictive temperature of 29οC, because of the differential expression of the Lawc protein during embryonic development. The lawc gene encodes a small protein of 73 a.a. which is mainly expressed during the stage of third instar larva in the ventral mid-line cells of the central nervous system, in pole cells, in the intestine, in the trachea, in red blood cells and in the peripheral nervous system. In adult female flies Lawc is expressed in the nurse cells of the ovaries. Lawc is involved in development of wings, legs and eyes. The lawc gene also interacts with the genes Notch, Beadex (dLMO) and Serrate and it plays a role in the cell proliferation. Finally Lawc is required for proper transcription by RNA polymerase II in aprocess that involves the nuclear proteasome, which is responsible for degradation of damaged or needless proteins.
The results of the present study revealed that the mutations ap-Gal4 and fng-lacZ of the genes apterous (ap) and fringe (fng) respectively, increase the wisertsl phenotype of notched wings in female and male flies of the genotype wisertsl; ap-Gal4/+(CyO) and wisertsl; fng-lacZ/+(Sb). Wings of these genotypes lack most of the wing margin and part of the blade. The increased phenotypes are accompanied by significant changes in the expression pattern of the genes ap and fng. Specifically while ap is normally expressed in the dorsal compartment of wing imaginal disc in flies of the genotype wisertsl; ap-Gal4/+(CyO) its expression expands into the ventral compartment. The gene fng is normally expressed in the pouch of wing imaginal disc which will give rise to wing blade and dorsal and ventral wing hinge. In the flies of the genotype wisertsl; fng-lacZ/+(Sb), fng expression is restricted only into a portion of dorsal and ventral hinge of wing imaginal disc. Mutation Serl also causes increased wisertsl phenotypes in flies of the genotype wisertsl/Υ; Ser1.
Overexpression of the genes ap, fng, Ser and Chipin in the dorsal compartment wing imaginal discs by using their corresponding UAS transgenes and driver the mutation ap-Gal4, completely rescued the wisertsl phenotype. Flies of the genotypes wisertsl/Y; ap-Gal4/UAS-ap, wisertsl/Y; ap-Gal4/ UAS-fng, wisertsl/Y; ap-Gal4/UAS-Ser and wisertsl/Y; ap-Gal4/UAS-Chip have complete restoration of the wing margin. The genes fng and Ser, which are regulated by ap, with the Delta are responsible for the activation of the Notch gene that is key for the proper development of the wing. The gene Chip encodes the Chip protein that is co-factor of Ap. Taking into account all these data, we can conclude that the strong wisertsl phenotype in the flies of the genotype wisertsl; ap-gal4/+ or CyO and wisertsl; fng-lacΖ/+ or Sb1 is the result of reduced activity of the transcription factor Ap which might due to the wisertsl.
Overexpressed the genes ap, fng, Ser and Chip, in the dorsal compartment wing imaginal discs in wisertsl genetic background. Flies of the genotype wisertsl/Y; ap-Gal4/UAS-ap, wisertsl/Y; ap-Gal4/ UAS-fng, wisertsl/Y; ap-Gal4/UAS-Ser and wisertsl/Y; ap-Gal4/UAS-Chip have complete restoration of the wing margin. Genes fng and Ser, which are regulated by ap, with the participation of Delta are responsible for the activation of Notch receptor that is a key component for the proper development of the wing. Gene Chip encodes Chip protein that is a co-factor of Ap. Taking into account all these data, we can conclude that the strong wisertsl phenotype in the flies of the genotype wisertsl; ap-gal4/+ or CyO and wisertsl; fng-lacΖ/+ or Sb1 is the result of reduced activity of the transcription factor Ap.
The observation that the mutation wisertsl in the aforementioned crossing schemes, causes phenotypes similar to those caused by the dominant mutation Bx1 (hypermorphic allele) in the corresponding crosses, support the view that the gene lawc must implicated in wing development by regulating the expression levels of Beadex (dLMO) protein. Increased levels of dLMO protein reduce the activity of Ap by decreasing the levels of the active tetramers of Ap-Chip-Chip-Ap.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:upatras.gr/oai:nemertes:10889/5916 |
| Date | 26 March 2013 |
| Creators | Παπαλεωνιδόπουλος, Βασίλειος |
| Contributors | Κίλιας, Γεώργιος, Papaleonidopoulos, Vasilios, Κίλιας, Γεώργιος, Γιαννόπουλος, Γεώργιος, Στεφάνου, Γεωργία |
| Source Sets | University of Patras |
| Language | gr |
| Detected Language | English |
| Type | Thesis |
| Rights | 0 |
| Relation | Η ΒΚΠ διαθέτει αντίτυπο της διατριβής σε έντυπη μορφή στο βιβλιοστάσιο διδακτορικών διατριβών που βρίσκεται στο ισόγειο του κτιρίου της. |
Page generated in 0.0035 seconds