Drosophila - Severo Ochoa - Universidad Autónoma de Madrid

Jefe de Línea /
Group Leader:
Juan Modolell
Biología molecular del desarrollo
Molecular Biology of Development
A7
Publicaciones
Publications
Resúmen de Investigación
Research Summary
Escudero, L. M., Caminero, E., Schulze, K. L., Bellen, H. J. and
Modolell, J. (2005). Charlatan, a Zn-finger transcription factor,
establishes a novel level of regulation of the proneural achaete/scute
genes of Drosophila. Development. 132, 1211-1222.
Personal Científico /
Scientific Staff:
Joaquim Culí
Postdoctorales /
Postdoctoral:
María Eugenia Villa-Cuesta
Becarios Predoctorales /
Predoctoral Fellows:
Joaquín de Navascués
Esmeralda Parra
Técnicos de Investigación /
Technical Assistance:
Eva Caminero
Nerea Cisneros
Biología del Desarrollo Developmental Biology
Especificación territorial. Durante el desarrollo, los epitelios
se subdividen en territorios para formar distintas
estructuras. Nos hemos centrado en la especificación del
mesotórax dorsal (notum) de Drosophila. Para ello, son
imprescindibles los genes iroquois, puesto que su falta de
función en células del territorio de notum, transforman a las
mismas en precursores de axila alar. Ahora demostramos
que tailup, un gen que codifica un factor de transcripción de
la familia LIM-HD, también participa en este proceso, ya
que su ausencia provoca transformaciones de notum a
axila. tailup e iroquois tienen efectos sinergísticos en la
especificación de notum. El primero es activado por la vía
de señalización de Dpp, mientras que el segundo lo es por
la del EGFR. Así pues, estas dos vías de señalización,
mediante tailup e iroquois, convergen y dirigen la
especificación del notum.
Subdivisión territorial. Los genes iroquois también participan
en mantener separadas las células del notum y de la axila
alar. Así, en el territorio de notum, las células que no
expresan iroquois tienden a reunirse y separarse de sus
vecinas. Esto apoya la existencia de una afinidad diferencial
entre las células del notum y las de la axila, que debería
ayudar a formar/mantener la frontera entre estos territorios.
También encontramos que la aposición de células que
expresan iroquois y las que no lo hacen induce una
contracción ápico-basal de las últimas, un efecto que
probablemente subyace la formación del pliegue que
separa los territorios de notum y axila en el disco de ala.
Finalmente, las células que sobrexpresan iroquois muestran
un fenotipo complejo consistente en formar una red
bidimensional que aisla a grandes grupos de células
silvestres.
Receptores de lipoproteínas. El Dr. Joaquim Culí usa
Drosophila como modelo animal para estudiar la familia de
Receptores de Lipoproteínas de Baja Densidad. Estas
proteínas altamente conservadas a nivel evolutivo regulan el
metabolismo lipídico y además participan en procesos de
señalización intercelular y desarrollo.
Territorial specification. During development, epithelia are
subdivided into territories that will form different structures.
We focus on the specification of the dorsal mesothorax
(notum) of Drosophila. Earlier work of our laboratory showed
that the iroquois genes are indispensible for this process,
since their lack of function in cells of the notum anlage
transforms them into wing hinge precursors. We now find
that tailup, a gene that encodes a LIM-HD transcription
factor, also participates in this process, since its loss
promotes notum to hinge transformations. tailup and
iroquois have synergistic effects in notum specification. The
former is activated by the Dpp signalling pathway, while the
latter is activated by that of EGFR. Hence, these two
signalling pathways, by means of tailup and iroquois,
converge and direct notum specification.
Territorial subdivision. In addition to their function in notum
specification, we find that the iroquois genes also
participate in keeping the notum and wing cell populations
separate. Indeed, within the notum anlage, cells not
expressing iroquois tend to join together and sort out from
their iroquois expressing neighbours, which supports the
existence of a differential adhesion between notum and wing
hinge cells that should help form/maintain the border
beween these territories. We also find that apposition of
iroquois expressing and non-expressing cells induces
apico-basal shortening of the latter. This effect probably
underlies formation of the fold that separates the notum and
wing hinge territories of the wing disc. In addition, cells
overexpressing iroquois present an unexpectedly complex
phenotype, as they tend to contact one another and form a
bidimensional lattice that surrounds and isolates large
groups of non-overexpressing cells.
Lipoprotein receptors. Dr. Joaquim Culí studies the Low
Density Lipoprotein Receptor family using Drosophila as
animal model. These highly conserved multifunctional
proteins regulate lipid homeostasis and play key roles in
signal transduction and development.
Wei, S. Y., Escudero, L. M., Yu, F., Chang, L. H., Chen, L. Y., Ho, Y. H.,
Lin, C. M., Chou, C. S., Chia, W., Modolell, J. and Hsu, J. C. (2005).
Echinoid is a component of adherens junctions that cooperates with
DE-Cadherin to mediate cell adhesion. Dev. Cell. 8, 493-504.
Villa-Cuesta, E. and Modolell, J. (2005). Mutual repression between
msh and Iro-C is an essential component of the boundary between
body wall and wing in Drosophila. Development. 132, 4087-4096.
Mann, R. S. and Culí, J. (2005). Developmental biology: morphogens
hitch a greasy ride. Nature. 435, 30-31.
Noro, B., Culí, J., McKay, D. J., Zhang, W. and Mann, R. S. (2006).
Distinct functions of homeodomain-containing and homeodomain-less
isoforms encoded by homothorax. Genes Dev. 20, 1636-1650.
Culí, J., Aroca, P., Modolell, J. and Mann, R. (2006). jing is required for
wing development and to establish the proximo-distal axis of the leg in
Drosophila melanogaster. Genetics. 173, 1-12.
Premios
Prizes
Juan Modolell. Premio Nacional de Investigación en Biología Santiago
Ramón y Cajal, 2006.
Figura 1. Arriba: la falta de función de tailup produce transformaciones de notum a axila, tal como lo indica la aparición de una tégula ectópica (punta de flecha) en el notum
lateral anterior. La tégula es una estructura típica de axila (comparar con la tégula normal, flecha). Abajo izquierda: transformaciones notum/axila visualizadas en el disco
imaginal. Un clon de células que carecen de tailup (ausencia de color verde, asterisco) pierde la expresión del marcador de notum eyegone (rojo) y adquiere la del marcador
de axila msh (azul). Abajo derecha: una mosca en la que se sobreexpresan tailup y araucan (un gen iroquois) carece de ala, pero el notum está fuertemente expandido. Ello
indica un sinergismo de las funciones "pronotum" de estos genes, puesto que sus sobrexpresiones individuales tienen poco o ningún efecto.
CBM 2005/2006
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Figure 1.Top: loss of function of tailup causes transformation of notum to wing hinge, as shown by the presence of an ectopic tegula (arrowhead) on the anterior lateral notum.
The tegula is a typical hinge structure (compare with the extant tegula, arrow). Bottom left: notum/hinge transformations visualized in the imaginal disc. A clone of cells that
lack tailup (absence of green, asterisk) loses the expression of the notum marker eyegone (red) and gains that of the hinge marker msh (blue). Bottom right: a fly in which
tailup and araucan (an iroquois gene) are overexpressed together lacks the wing, but the notum is greatly expanded. This indicates a synergism between the "pronotum"
functions of these genes, since their individual overexpressions have weak or no effects.
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