Drosophila - Severo Ochoa - Universidad AutÃ³noma de Madrid

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ABiología del Desarrollo Developmental Biology Mosca deconstruida generada con imágenes de larvas y adultos a la manera de las "cabezas compuestas" de Arcimboldo. Deconstructed fly generated with larva and adult images in the way of Arcimboldo´s "composite heads". A1 / 18 A2 / 20 A3 / 22 A4 / 24 A5 / 26 A6 / 28 A7 / 30 A8 / 32 A9 / 34 A10 / 36 Regulación epigenética de la expresión génica en Drosophila Epigenetic regulation of gene expression in Drosophila Ana Busturia Especificación de regiones corporales y formación de patrón en Drosophila Territorial specification and pattern formation in Drosophila Sonsoles Campuzano Corrales Rutas de señalización en el desarrollo del ala y en la formación del patrón de venas en Drosophila Signalling pathways directing wing development and vein pattern formation in Drosophila José Félix de Celis Ibeas Análisis de mecanismos morfogenéticos en Drosophila Analysis of morphogenetic mechanisms in Drosophila Antonio García-Bellido Mecanismos de señalización en el desarrollo Signalling mechanisms in development Isabel Guerrero Comunicación intercelular en el desarrollo Cell-cell signalling in development Fernando Jiménez Díaz-Benjumea Biología Molecular del Desarrollo Molecular Biology of Development Juan Modolell Crecimiento y proliferación celular en Drosophila Growth and cell proliferation in Drosophila Ginés Morata Análisis genético y funcional de la miogénesis en Drosophila Genetic and functional analysis of myogenesis in Drosophila Mar Ruiz-Gómez Especificación segmental y formación de patrón en Drosophila Segmental specification and pattern formation in Drosophila Ernesto Sánchez-Herrero
Jefe de Grupo / Group Leader: Ana Busturia Regulación epigenética de la expresión génica en Drosophila: Función de los genes de los grupos Polycomb y trithorax Resumen de investigación Epigenetic regulation of gene expression in Drosophila: Role of the Polycomb and trithorax groups of genes. Research summary A1 Publicaciones Publications Bejarano, F., González, I., Vidal, M. and Busturia, A. (2005). The dRYBP gene functions as a Polycomb dependent transcriptional repressor. Mech. Dev. 112, 1118-1129. Becarios Predoctorales / Predoctoral Fellows: Inmaculada González Ricardo Aparicio Estudiantes / Undergraduates students: Rocío Simón Biología del Desarrollo Developmental Biology La formación del patrón morfológico de los animales requiere la regulación controlada espacial y temporalmente de la expresión génica. Una vez establecidos los estados transcripcionales génicos activos o reprimidos, su mantenimiento durante la proliferación celular es crucial para el desarrollo normal del organismo. Los grupos de proteínas Polycomb (PcG) y trithorax (trxG) juegan un papel importante en la regulación, a nivel cromatínico, de este proceso. Los genes PcG se requieren para el mantenimiento del estado reprimido, mientras que los genes trxG se necesitan para el mantenimiento del estado activado. Los genes PcG y trxG se descubrieron Inicialmente en la mosca Drosophila melanogaster debido a su papel en la morfogénesis ya que regulan el mantenimiento de la expresión de los genes homeóticos, Sin embargo, actualmente se conoce que los genes PcG y trxG tienen además papeles importantes en los procesos de hematopoyesis, en el mantenimiento de la pluripotencialidad de las células troncales, en el control de la proliferación celular y en la tumorogénesis. Los mecanismos de memoria transcripcional involucran tres etapas diferenciadas: 1) El reconocimiento, por parte de la proteínas PcG/trxG del estado transcripcional de sus genes diana. 2) El reclutamiento y la formación de complejos proteicos multiméricos represores o activadores y 3) La propagación estable del estado transcripcional durante la proliferación celular. Nuestro objetivo es entender los mecanismos de mantenimiento transcripcional mediados por la proteínas PcG y trxG. Primero, nos proponemos la identificación y caracterización de las secuencias PREs (Polycomb Response Elements) y TREs (Trithorax Response Elements) en los genes diana. Segundo, establecer la jerarquía de reclutamiento y la composición de los complejos PcG y trxG, y tercero, el aislamiento de nuevos factores, tanto proteicos como RNA no codificantes, implicados en este proceso. La conservación evolutiva de las proteínas PcG y trxG y de los mecanismos de memoria transcripcional, permitirá que los resultados obtenidos de este trabajo tengan relevancia no sólo en el entendimiento del desarrollo de los animales sino también en el desciframiento de la etiología de la enfermedades humanas. Pattern formation during animal development requires the controlled spatial and temporal regulation of gene expression. Once gene transcriptional states have been established, their maintenance during cellular proliferation is crucial for the normal development of the organism. The Polycomb (PcG) and the trithorax (trxG) groups of genes play a pivotal role in this process. The PcG genes are required for the maintenance of the repressed state while the trxG are needed for the maintenance of the active state. The PcG and trxG genes were first identified in the fly Drosophila melanogaster, due to their role in morphogenesis as regulators of the maintenance of homeotic gene expression. However, it is now clear that the PcG and trxG genes have also relevant roles in other biological processes like haematopoiesis, stem cell renewal, control of cell proliferation and tumorigenesis. The mechanisms of transcriptional memory involve three distinct steps 1) recognition of the target genes transcriptional states by the PcG/trxG proteins 2) recruitment and formation of the multimeric protein complexes and 3) stable propagation of the transcriptional state during cell proliferation. Our goal is to understand the mechanisms of maintenance mediated by the PcG/trxG. Our first aim is to identify the PREs (Polycomb Response Elements) and TREs (Trithorax Response Elements) sequences in the target genes. Second, to establish the hierarchical recruitment and composition of the PcG/trxG protein complexes, and third to isolate novel factors, proteins and non coding RNAs involved in this process. The evolutionary conservation of the PcG/trxG genes and of the maintenance of gene expression mechanisms means that the results of these studies will have relevance not only in the understanding of the process of animal development but also in the understanding of the etiology of human diseases. CBM 2005/2006 18 Figura 1. dRYBP, un nuevo gen del grupo Polycomb. A) Expresión de la proteína dRYBP (rojo) y β-tubulina (verde) en las divisiones nucleares del embrión sincitial. B) Expresión de dRYBP (rojo) y β-tubulina (verde) en embriones sincitiales mutantes para dRYBP. Los patrones de división están severamente afectados. C) Notum de mosca silvestre. D) Notum de mosca mostrando la aparición de un ala ectópica debido a los altos niveles de la proteína dRYBP. Figure 1. dRYBP, a novel Polycomb group gene. A) dRYBP (red) and B-tubulin (green) expression during the nuclear divisions in the syncytial embryo. B) dRYBP (red) and B-tubulin expression in dRYBP mutant syncytial embryo. The pattern of nuclear divisions is severely disrupted. C) Notum of a wild type fly. D) Notum of a fly showing the appearance of an ectopic wing due to high levels of dRYBP protein expression. 19
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