Origen del fenotipo zeste en machos de la cepa M115 de D. melanogaster y causas de su reversión: el elemento transponible FB-NOF

Abstract

El presente trabajo trata sobre dos temas coyunturalmente relacionados: el fenotipo de las cepas M115 y RM115 de Drosophila melanogaster y el elemento transponible FB-NOF.<br/>La cepa M115 de D. melanogaster presenta el fenotipo zeste1 ampliado a los machos. Este fenotipo se caracteriza por los ojos de color amarillo claro y, aunque normalmente se presenta en hembras pues es necesario el apareamiento de dos copias del gen white para producirse, puede observarse en machos portadores de duplicaciones de white. Es la conocida interacción zeste-white. M115 es una cepa inestable y se pueden encontrar individuos revertientes de forma regular. Un macho revertiente dio lugar a la cepa RM115. Este par de cepas son fenotípicamente parecidas a las descritas por la Dra. Rasmuson-Lestander, w+UZ y w+UR.<br/>Siguiendo los pasos de Rasmuson-Lestander en la caracterización de w+UZ y w+UR, identificamos la inserción de un elemento transponible FB-NOF en nuestras cepas M115 y RM115, pocas kilobases a 3' del gen white. Aunque el punto de inserción es exactamente el mismo que en las cepas de Rasmuson-Lestander, nuestros experimentos de Southern Blot demuestran que se trata de inserciones distintas, lo cual plantea si esa región podría ser un hot spot de integración para FB-NOF. Al llevar el análisis un paso más adelante, encontramos que las cepas de ojos amarillos, M115 y w+UZ, eran portadoras de una duplicación del gen white, que explica el fenotipo ampliado a los machos. La reversión en RM115, por su parte, consiste en la deleción de una de las dos copias del gen. Así pues, debemos descartar las hipótesis de Rasmuson-Lestander que apuntaban a la interferencia de FB-NOF en la interacción zeste-white.<br/>El elemento transponible FB-NOF es uno de los menos conocidos de D. melanogaster. Dio origen al grupo de transposones denominados foldback por su estructura modular repetitiva y se desconocen los detalles de su biología. En este trabajo proponemos una forma más sencilla de estructurar el elemento que facilita su estudio, sobretodo a partir de secuencias genómicas. Además, analizamos su distribución en el genoma de D. melanogaster, la relación entre las secuencias que lo integran y la expresión de su secuencia codificante. Los resultados de dicho análisis revelan que FB-NOF funciona como un solo transposón con un sesgo en sus preferencias de inserción y que se mantiene activo en la actualidad.

The subject of the present thesis focuses on two related issues: the phenotype of the mutant strains M115 and RM115 from Drosophila melanogaster and the transposable element FB-NOF.<br/>The D. melanogaster strain M115 presents an extended zeste1 phenotype to both males and females. This phenotype confers a pale yellow color in the eyes and, however it is usually seen only in females since it is necessary to have paired copies of the white gene, this phenotype can also be observed in males carrying a white duplication. This is known as the zeste-white interaction. M115 is an unstable strain and one can find revertant flies regularly. A revertant male established the so-called RM115 strain. These two strains are phenotipically similar to those described by Dr. Rasmuson-Lestander, w+UZ and w+UR.<br/>Following Rasmuson-Lestander's steps in the characterization of w+UZ and w+UR, we identified the insertion of an FB-NOF transposable element in M115 and RM115, just few kilobases downstream the white gene's coding region. Despite the insertion point is exactly the same in both sets of strains, ours and Rasmuson-Lestander's, our Southern blot analysis demonstrate that the two insertions are different. This suggests we could have found a hot spot for the FB-NOF integration. Taking our analysis a step further, we found that the yellow-eyed strains, M115 and w+UZ, carried a white gene duplication, which is the main cause for the male extended zeste1 phenotype. Reversion of the phenotype consists in deletion of one of the two copies of the gene. Therefore, we must discard Rasmuson-Lestander's hypothesis pointing to an FB-NOF interference in the zeste-white interaction as the main cause of the extended phenotype.<br/>The FB-NOF transposable element is one of the less known in D. melanogaster. It established the group called foldback transposons due to its modular and repetitive structure, and its biology still remains unknown. In this thesis, we propose a simplest way to arrange the element's sequence to make its study from genomic sequences easier. Moreover, we analyze its distribution in the D. melanogaster's genome, the relationship between the sequences that compose it and the expression of the coding regions within. The results from this analysis reveal that FB-NOF behaves as a single transposon, with a bias in its insertion preferences and it is still active at the present time.