Regulation of mitotic exit in higher eukaryotes:Drosophila mob genes

• Author(s): Esteves, Sara de Brito Santana Maurício
• Date: 2009
• Persistent ID: http://hdl.handle.net/10451/1477
• Origin: Repositório da Universidade de Lisboa
• Subject(s): Biologia celular; Mitose; Morfogenese; Drosophila melanogaster; Teses de mestrado
• Document Type: Master thesis
• Language: English
• Advisor(s): Paulo, Octávio; Tavares, Álvaro
• Contributor(s): Repositório da Universidade de Lisboa

Description

Tese de mestrado, Biologia (Biologia Evolutiva e do Desenvolvimento), 2009, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências

O correcto processo de desenvolvimento depende da proliferação celular, apoptose e morfogénese. Esta dependência é, não só relativa a cada um destes processos isoladamente, mas essencialmente ao correcto balanceamento espacial e temporal entre eles. A desregulação destes processos ou da sinalização entre os mesmos pode levar ao desenvolvimento de doenças, como o cancro. Neste trabalho, pretendeu-se estudar aspectos relacionados com a regulação dos processos de divisão celular, usando como organismo modelo a mosca Drosophila melanogaster. Em concreto, pretendeu-se investigar o papel da saída de mitose durante o desenvolvimento. Nas leveduras S.cerevisae e S. Pombe os genes mob1 são essenciais à saída de mitose e citocinese, respectivamente. Estes dois processos estão altamente regulados por cascatas de sinalização: 'Mitotic Exit Network' (MEN) em S.cerevisae e 'Septation Initiation Network' (SIN) em S. Pombe. Desta forma, através do uso de mutantes para os genes mob1 e mob2 em Drosophila, investigou-se o seu papel na possível regulação da saída de mitose e a forma como este processo seria regulado. A caracterização fenotípica sugere que estes genes têm papéis diferentes dos seus ortólogos em levedura, i.e., não aparentam ter qualquer papel na regulação da saída de mitose ou citocinese. Em concreto, o gene dmob1 é um gene essencial, cujos mutantes morrem durante a embriogénese. Parece estar envolvido em processos de polaridade celular tanto durante o desenvolvimento embrionário, como no adulto. Durante as fases iniciais da embriogénese, sincício, as mitoses dos mutantes mob1 têm os centrossomas fora dos pólos do fuso mitótico, que se encontram mal focados. Curiosamente, estes defeitos na formação do fuso são ultrapassados com o avançar no desenvolvimento. Em estádios mais avançados do desenvolvimento verificou-se que nos mutantes mob1 processos morfogenéticos, como 'germband retration' falham. A análise de estruturas larvares permitiu perceber que este gene tem também um papel importante na regulação da proliferação celular. Finalmente, o estudo de mosaicos permitiu averiguar o papel deste gene na fase adulta. Verificou-se que é essencial para o estabelecimento da polaridade de células epiteliais, tal como já tinha sido verificado no embrião. Relativamente ao gene mob2, é também um gene essencial e mutantes morrem no terceiro estádio larvar. Tem um papel importante durante a mitose já que os mutantes para mob2 apresentam defeitos na segregação dos cromossomas e na formação do fuso mitótico. Estes defeitos estão associados a um crescimento reduzido do cérebro larvar. Este facto justifica-se pelo facto de ao falharem a divisão mitótica, as células embarcarem numa cascata apoptótica. Este trabalho mostra que os genes mob1 e mob2 são essenciais ao correcto desenvolvimento de Drosophila, e cria hipóteses acerca das suas funções e possíveis parceiros moleculares.

Normal development requires the orchestration of cell proliferation, apoptosis and morphogenesis. These processes ultimately depend and influence each other. Errors in these processes are believed to constitute main causes for genomic instability and development of cancer. During the course of this work, the roles of two Drosophila genes of the conserved mob gene family were characterized. In the yeasts S. cerevisae and S. pombe, mob genes have been shown to play important roles in both mitosis exit, cytokinesis and cell polarity. The characterization of both dmob1 and dmob2 showed that they play distinct roles from their yeast orthologs. In fact, mob1 seems to have an important role in cell proliferation, cell polarity and tissue morphogenesis. Moreover, mob2 showed to be important for faithful cell division. This work shows that both these genes are crucial for Drosophila development and elaborates on their potential roles and partners that can be tested in future projects.