Publicação
Exploring innate locomotion in Drosophila melanogaster
| Resumo: | Resumo: A capacidade de movimento é uma parte central da vida de um animal, permitindo-lhe explorar o seu ambiente, encontrar alimento e possíveis parceiros. Tendo em conta o seu papel fundamental, não é surpreendente que esta capacidade surja precocemente, sendo crucial para a sobrevivência inicial. A locomoção inata descreve este comportamento locomotor que os animais exibem a partir do período pós-natal. Sendo um comportamento instintivo, é geneticamente determinado por circuitos neuronais, não necessitando de qualquer aprendizagem prévia para ser executado. No entanto, para alcançar uma forma completamente otimizada, essa locomoção inicial requer um período de refinamento. Apesar de este processo de otimização variar entre espécies, existe uma base comum: ele ocorre durante o período pós-natal e é necessário para a aquisição de uma locomoção mais eficiente, embora a duração deste período seja altamente variável. As características destes movimentos iniciais e os mecanismos que contribuem para esta maturação continuam, no entanto, pouco exploradas. Para investigar este processo, utilizámos a mosca da fruta (Drosophila melanogaster) imediatamente após a eclosão como modelo. Para além da similaridade existente ao nível dos circuitos neuronais responsáveis pelo controlo da coordenação motora, as moscas da fruta apresentam uma locomoção estereotipada e estável, de fácil caracterização. Combinando a grande variedade de ferramentas genéticas disponíveis com a existência de equipamentos de alta resolução, que permitem a caracterização detalhada de parâmetros motores e a sua monitorização, este estudo teve como objetivos: descrever as características da locomoção inata em moscas após a eclosão, e a sua otimização ao longo do tempo; quantificar a atividade motora no período pós-eclosão ao longo do tempo; e comparar a maturação sináptica de um único neurónio motor entre moscas recém-eclodidas e mais velhas. Os nossos resultados descrevem a evolução de certos parâmetros motores, desde a eclosão, ao longo do tempo. Demonstramos que a locomoção inata em Drosophila não está na sua forma final, mas que sofre uma otimização rápida nas primeiras horas de vida adulta, alcançando gradualmente uma forma estável. Certos parâmetros, como a velocidade e a duração da fase aérea do passo, melhoram significativamente de uma forma gradual ao longo das primeiras horas, sendo um fenómeno conservado entre sexos e estirpes genéticas. Em contraste, outros parâmetros, como o fator de marcha e o rácio de desvio corporal, exibiram uma maior variabilidade intra e interespecífica. Curiosamente, esta otimização parece ocorrer em simultâneo com uma diminuição acentuada na atividade motora geral, após um pico inicial após a eclosão. Além disso, identificámos uma maturação sináptica após a eclosão nas zonas ativas de um neurónio motor que inerva a tíbia distal da pata, sugerindo que este refinamento estrutural pode ser um dos mecanismos responsáveis pela otimização funcional da locomoção. Em conclusão, este trabalho apresenta pela primeira vez a Drosophila como um modelo para estudar as características e os mecanismos por detrás da locomoção inata. Os nossos resultados vão de acordo com o facto de a locomoção inata não ser estática, mas sim dinâmica, sofrendo um processo de refinamento rápido, que parece ser conservado entre sexos e estirpes. Este processo é possivelmente sustentado tanto por uma maturação estrutural dos circuitos motores quanto pela atividade locomotora pós-eclosão. Este modelo abre portas para a disseção dos mecanismos físicos, genéticos e neuronais responsáveis pelo refinamento da locomoção inata. Este estudo tem como objetivo melhorar o nosso conhecimento sobre como a locomoção é geneticamente codificada desde o desenvolvimento e refinada através da experiência, contribuindo para o reconhecimento dos papeis da genética na formatação do movimento em todos os organismos vivos. |
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| Autores principais: | Lontrão, Mafalda Rebelo |
| Assunto: | Drosophila melanogaster Innate locomotion Maturation Kinematics quantification |
| Ano: | 2025 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | dissertação de mestrado |
| Tipo de acesso: | acesso embargado |
| Instituição associada: | Universidade Nova de Lisboa |
| Idioma: | inglês |
| Origem: | Repositório Institucional da UNL |
| Resumo: | Resumo: A capacidade de movimento é uma parte central da vida de um animal, permitindo-lhe explorar o seu ambiente, encontrar alimento e possíveis parceiros. Tendo em conta o seu papel fundamental, não é surpreendente que esta capacidade surja precocemente, sendo crucial para a sobrevivência inicial. A locomoção inata descreve este comportamento locomotor que os animais exibem a partir do período pós-natal. Sendo um comportamento instintivo, é geneticamente determinado por circuitos neuronais, não necessitando de qualquer aprendizagem prévia para ser executado. No entanto, para alcançar uma forma completamente otimizada, essa locomoção inicial requer um período de refinamento. Apesar de este processo de otimização variar entre espécies, existe uma base comum: ele ocorre durante o período pós-natal e é necessário para a aquisição de uma locomoção mais eficiente, embora a duração deste período seja altamente variável. As características destes movimentos iniciais e os mecanismos que contribuem para esta maturação continuam, no entanto, pouco exploradas. Para investigar este processo, utilizámos a mosca da fruta (Drosophila melanogaster) imediatamente após a eclosão como modelo. Para além da similaridade existente ao nível dos circuitos neuronais responsáveis pelo controlo da coordenação motora, as moscas da fruta apresentam uma locomoção estereotipada e estável, de fácil caracterização. Combinando a grande variedade de ferramentas genéticas disponíveis com a existência de equipamentos de alta resolução, que permitem a caracterização detalhada de parâmetros motores e a sua monitorização, este estudo teve como objetivos: descrever as características da locomoção inata em moscas após a eclosão, e a sua otimização ao longo do tempo; quantificar a atividade motora no período pós-eclosão ao longo do tempo; e comparar a maturação sináptica de um único neurónio motor entre moscas recém-eclodidas e mais velhas. Os nossos resultados descrevem a evolução de certos parâmetros motores, desde a eclosão, ao longo do tempo. Demonstramos que a locomoção inata em Drosophila não está na sua forma final, mas que sofre uma otimização rápida nas primeiras horas de vida adulta, alcançando gradualmente uma forma estável. Certos parâmetros, como a velocidade e a duração da fase aérea do passo, melhoram significativamente de uma forma gradual ao longo das primeiras horas, sendo um fenómeno conservado entre sexos e estirpes genéticas. Em contraste, outros parâmetros, como o fator de marcha e o rácio de desvio corporal, exibiram uma maior variabilidade intra e interespecífica. Curiosamente, esta otimização parece ocorrer em simultâneo com uma diminuição acentuada na atividade motora geral, após um pico inicial após a eclosão. Além disso, identificámos uma maturação sináptica após a eclosão nas zonas ativas de um neurónio motor que inerva a tíbia distal da pata, sugerindo que este refinamento estrutural pode ser um dos mecanismos responsáveis pela otimização funcional da locomoção. Em conclusão, este trabalho apresenta pela primeira vez a Drosophila como um modelo para estudar as características e os mecanismos por detrás da locomoção inata. Os nossos resultados vão de acordo com o facto de a locomoção inata não ser estática, mas sim dinâmica, sofrendo um processo de refinamento rápido, que parece ser conservado entre sexos e estirpes. Este processo é possivelmente sustentado tanto por uma maturação estrutural dos circuitos motores quanto pela atividade locomotora pós-eclosão. Este modelo abre portas para a disseção dos mecanismos físicos, genéticos e neuronais responsáveis pelo refinamento da locomoção inata. Este estudo tem como objetivo melhorar o nosso conhecimento sobre como a locomoção é geneticamente codificada desde o desenvolvimento e refinada através da experiência, contribuindo para o reconhecimento dos papeis da genética na formatação do movimento em todos os organismos vivos. |
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