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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.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.arca.fiocruz.br:icict/5691 |
| Date | January 2008 |
| Creators | Meireles Filho, Antonio Carlos Alves |
| Contributors | Lorenzo, Marcelo Gustavo, Abdelhay, Eliana Saul Furquim Werneck, Ehlers, Samira Chahad, Araya, Marcel Ivan Ramirez, Machado, Ricardo Cunha |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da FIOCRUZ, instname:Fundação Oswaldo Cruz, instacron:FIOCRUZ |
| Rights | Antonio Carlos Alves Meireles Filho, info:eu-repo/semantics/openAccess |
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