Control of growth and pattering : a novel rol of JAK/STAT in regulating morphogen production and signalling = Control del crecimiento y patrón : un nuevo rol de JAK/STAT regulando la producción y señalización de morfógenos

Abstract

During my thesis I studied the developmental roles of the JAK/STAT pathway in the wing imaginal disc and we show that it controls organ size and fate specification by regulating morphogen production and activity. We show three distinguishable biological functions of JAK/STAT depending on the territory and developmental stage. Briefly, JAK/STAT is required in Drosophila limb development to facilitate the activities of Wingless, Hedgehog and the Dpp morphogens in exerting their fate- and growth-promoting functions. Early in development, JAK/STAT is required to guarantee Wg-mediated appendage specification by repressing EGFR target gene expression and thus restricts the notum fate to the most proximal territories of the wing primordium. Later in development, once the wing has been specified, JAK/STAT regulates organ size by ensuring the stable and localized expression of the Dpp organizer at the center of the wing primordium. This function relies on an autonomous and compartment-specific requirement of JAK/STAT in maintaining the size of the posterior territory. We show that JAK/STAT promotes the cycling and survival of P cells and identified diap1 and CycA as the two critical genes regulated by JAK/STAT and contributing to the growth of the Hh expressing cell population. The specific requirement of the P compartment for JAK/STAT serves to counteract the negative effect of Engrailed on cell cycling and survival. Thus, we identified a mechanism by which pro-survival cues and mitotic cyclins ensure the maintenance of a stable pool of morphogen-producing cells. Finally, we also show that JAK/STAT and its growth-promoting activity in the hinge region function as a topological barrier that isolates the body wall and appendage sources of Dpp to delimit its organizing activity to the developing appendage.

Durante mi tesis he estudiado el papel de la vía de JAK/STAT en el desarrollo del ala de Drosophila. Nuestros resultados indican que JAK/STAT tiene una función temprana en la subdivisión ala-notum, reprimiendo la via de EGFR para delimitar la región que adquirirá destino de tórax y facilitando así la especificación del ala por Wingless. Además de esta función temprana, JAK/STAT es necesario para contrarrestar el efecto negativo de Engrailed sobre la supervivencia y proliferación de las células productoras del morfógeno Hh en el compartimento posterior. La ausencia de JAK/STAT en estas células causa una reducción del tamaño de este compartimento y eventualmente su pérdida total. Debido a la reducción en el número de células productoras de Hh, la expresión del morfógeno Dpp también se ve afectada, dando lugar a un defecto de crecimiento aún mayor. Así, a través de una función específica en el compartimento posterior, JAK/STAT regula el crecimiento general del ala promoviendo la expresión estable y localizada del morfógeno Dpp. Finalmente, también hemos observado que el crecimiento del hinge (la estructura que une el ala y el tórax en el adulto) mediado por JAK/STAT contribuye a aislar la capacidad organizadora de Dpp únicamente en el territorio de ala