Drosophila - Severo Ochoa - Universidad Autónoma de Madrid

Jefe de Línea /
Group Leader:
Mar Ruiz-Gómez
Análisis genético y funcional de la
miogénesis en Drosophila
Genetic and functional analysis of
myogenesis in Drosophila
A9
Publicaciones
Publications
Postdoctorales /
Postdoctoral:
Marta Carrasco Rando
Becarios Predoctorales /
Predoctoral Fellows:
Silvia Prieto Sánchez
Técnicos de Investigación /
Technical Assistance:
Paloma Martín Fernández
Biología del Desarrollo Developmental Biology
Resumen de investigación
Los músculos de Drosophila y de vertebrados están
formados por células sincitiales que se originan por fusión
de mioblastos. En Drosophila la fusión ocurre entre dos
subtipos de mioblastos: los fundadores (MF) y los
competentes en fusión (MCF). Los MFs contienen
información relevante para la adquisición de la identidad
muscular y para ejecutar el programa de diferenciación
terminal, siendo capaces de completar miogénesis en
ausencia de fusión. Por el contrario, los MCFs en ausencia
de fusión no adquieren información acerca de su identidad
muscular y no completan su programa de diferenciación,
muriendo por apoptosis.
En nuestro laboratorio estamos interesados en la
caracterización molecular y funcional de los genes
implicados en implementar los programas de diferenciación
específicos de ambos subtipos de mioblastos.
Para ello, utilizamos rastreos genéticos de ganancia y
pérdida de función para identificar posibles candidatos y
una combinación de técnicas de Biología Molecular y
Celular para su posterior análisis funcional. Recientemente
hemos estudiado la función de un nuevo gen, musculus
morbidus (mumo), que codifica una proteína multi-modular
con actividad E3 Ubiquitín ligasa. Su patrón de expresión
restringido a MFs sugería un papel importante en la
especificación de este subtipo de mioblastos. El análisis
fenotípico de los alelos de falta de función generados,
indica que Mumo cumple múltiples funciones durante
miogénesis, como completar la fusión y mantener la
estabilidad de las fibras musculares. Así, en ausencia de
Mumo, los músculos contienen menos núcleos, pierden la
organización sarcomérica y se desprenden de su sitio de
anclaje al tendón (ver figura 1). Por lo tanto, mumo confiere
a los MFs una de sus propiedades únicas: la capacidad de
sintetizar sarcómeros estables.
Asimismo, hemos identificado otros genes candidatos a
regular distintas etapas de la miogénesis.
Research summary
Muscles in Drosophila and Vertebrates are syncytial fibres
formed by fusion of myoblasts. In Drosophila, fusion takes
place between two distinct populations of myoblasts,
namely founders (FM) and fusion competent myoblasts
(FCM). FMs contain the information required for the
acquisition of muscle identity and to execute the terminal
differentiation programme. Thus, they are able to complete
myogenesis in the absence of myoblast fusion. On the other
hand, FCMs require fusion to gain information about muscle
identity and to accomplish terminal differentiation and they
enter the cell death programme in the absence of fusion.
Our laboratory aim is to use a combination of genetic,
molecular and cellular techniques to identify and characterize
genes involved in the implementation of the differentiation
programmes specific of each myoblast population. Recently,
we have analysed the function of a novel gene musculus
morbidus (mumo). mumo encodes a multi-modular protein
with E3 ubiquitin ligase activity. Its embryonic pattern of
expression exclusive of FMs, suggested that Mumo could
regulate the specification of this sub-type of myoblasts. The
phenotypic analysis of the loss of function alleles generated
indicated that Mumo plays multiple roles during myogenesis,
including regulation of myoblast fusion and maintenance of
sarcomeric stability. Thus, in mumo mutants, muscles contain
fewer nuclei, lack sarcomeric organization and detach from
the apodema (Figure 1). Therefore, Mumo is required to
confer to FMs one of their unique characteristics, to
synthesize stable sarcomeres.
We have also identified other genes that are good candidates
to control distinct steps of the myogenic programme.
Ruiz-Gómez, A., López-Varea, A., Molnar, C., de la Calle-Mustienes,
E., Ruiz-Gómez, M., Gómez-Skarmeta, J. L. and de Celis, J. F. (2005).
Conserved cross-interactions in Drosophila and Xenopus between
Ras/MAPK signaling and the dual-specificity phosphatase MPK3.
Dev. Dyn. 232, 695-708.
Delholm, B., Brown, S., Ray, R.P., Ruiz-Gómez, M., Skaer, H. and
Castelli-Gair Hombría, J. (2005). crossveinless-c is a rhoGAP required
for actin reorganization during morphogenesis.
Development. 132, 2389-2400.
Tesis doctorales
Doctoral Theses
Marta Carrasco Rando (2006). Musculus morbidus una E3 ubiquitín
ligasa de Drosophila, genera Artrina y mantiene la integridad
del sarcómero.
Figura 1. El gen mumo se requiere para mantener la estabilidad sarcomérica. A, B, La estructura sarcomérica, revelada por la acumulación de
Ketina-GFP en la banda Z se pierde en músculos mutantes mumo (B, comparar con el tipo silvestre mostrado en A). C, D, Patrón muscular de
embriones silvestres (C) y mutantes mumo (D) revelado por la expresión de miosina-GFP. A final del desarrollo embrionario como resultado de la
inestabilidad sarcomérica, la mayoría de los músculos se han desprendido del tendón. E, Representación esquemática del patrón muscular
abdominal. El código de colores indica los músculos que se desprenden con mayor frecuencia (blanco, 100%, rojo, menos de 10% de los casos).
CBM 2005/2006
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Figure 1. Drosophila mumo is required for sarcomeric stability. A, B, Sarcomeric structure revealed by the accumulation of Kettin-GFP in the Z
band is lost in mumo mutant muscles (B, compare to wild type in A). C, D, Muscle pattern of wild type (C) and mumo mutant (D) embryos
revealed by the expression of myosin-GFP. As a consequence of sarcomeric instability most of the muscles detach from the apodema at the
end of embryogenesis. E, The scheme represents the abdominal muscle pattern, and indicates by a colour code the detachment phenotype
(White indicates 100% detachment, red, less than 10% detachment).
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