Requerimiento de Slit en la morfogénesis del lóbulo óptico de Drosophila melanogaster

Abstract

La vía de señalización Slit/Robo es una vía conservada en muchas especies que está involucrada en la guía de axones y dendritas durante el desarrollo del SNC. Estudios previos han demostrado que esta vía cumple un rol importante en la formación y mantención de límites en estadios tempranos del desarrollo del lóbulo óptico de Drosophila melanogaster. En este trabajo nos centramos en caracterizar la función del ligando de esta vía, la proteína Slit, la cual es secretada al medio extracelular y es procesada proteolíticamente. Encontramos que Slit influye en el establecimiento de límites entre compartimentos durante el desarrollo del lóbulo óptico. Mediante experimentos de rescate del fenotipo de mutantes Slit, usando el sistema Gal4/UAS, evaluamos la contribución de Slit en las diferentes subpoblaciones celulares del lóbulo óptico, donde se expresa: células gliales, neuronas de la médula y fotorreceptores. Descubrimos que la fuente principal de Slit son las neuronas de la médula, aunque investigaciones pasadas sugerían que Slit era secretada por glías. Además, analizamos si la función de Slit es a corta distancia, para lo cual realizamos experimentos de rescate específico en neuronas de la médula utilizando una versión de la proteína Slit con un segmento transmembrana en su extremo N-terminal, para mantenerla anclada a la membrana plasmática. Encontramos que esta versión de la proteína no rescata el fenotipo mutante de slit, por lo que creemos que Slit estaría actuando a largo alcance. Finalmente, realizamos experimentos de rescate específico en neuronas de la médula con una versión de Slit que no se procesa, para determinar si el corte proteolítico de Slit era requerido para su función y encontramos que este procesamiento es dispensable en este contexto. De esta forma, concluimos que Slit en el lóbulo óptico es secretado principalmente por las neuronas de la médula, actúa a larga distancia, y no requiere ser procesado para su acción

The Slit/Robo pathway is a widely conserved across species. It is involved in axon guidance during the development of the Central Nervous System (CNS). Previous studies have demonstrated the importance of this pathway in the formation and maintenance of boundaries in the optic lobe during early developmental stages in Drosophila melanogaster. During this thesis we focused on the characterization of the ligand of this pathway, the Slit protein, which is secreted to the extracellular medium and proteolytically processed. We observed that Slit is important in the establishment of boundaries in the optic lobe during the entire development of the animal. Through rescue experiments using the Gal4/UAS system, we evaluated the role of Slit in different optic lobe subpopulations where is expressed: glia, medulla neurons and photoreceptors. Thereby, we found out that the main source of Slit expression are medulla neurons, even though previous studies suggested that Slit is secreted by glial cells. Then, we assessed if the role of Slit is performed at short-range. For this aim we performed rescue experiments in medulla neurons using a Slit construct bound to a transmembrane domain to keep it attached to the plasma membrane. We observed that this construct did not rescue the mutant phenotype when expressed in medulla neurons. Finally, we performed rescue experiments using a Slit construct that cannot be processed because it lacks the cleavage site, and found that the proteolytic cleavage is not necessary in this cellular context. In summary, we found that during the development of the optic lobe, Slit protein is mainly secreted by medulla neurons, acts as a long-range cue and does not require proteolytic processing for its activity