Endocrine control of insect metamorphosis : Characterization of he

Abstract

Insect metamorphosis is controlled by several genes that are regulated by two hormones, 20-hydroxyecdysone (20E) and juvenile hormone (JH). These genes, E93, Krüppel-homolog 1 (Kr-h1) and Broad-complex (Br-C), form a network of transcription factors defined as the “Gene Metamorphic Network” (MGN). Changes in the regulation of the MGN underlie evolution of complete metamorphosis. However, knowledge about the MGN in different insect types is scarce. This thesis works towards the characterization of the regulation and function of the MGN. First, we have characterized two larval size-assessment checkpoints that regulate the onset of metamorphosis in the coleopteran Tribolium castaneum by controlling the stage-specific expression of the MGN. Second, we have characterized the MGN in the neotenic Strepsipteran Xenos vesparum, and found that neoteny could result from modifications in E93, Br-C and Kr-h1 expression. Finally, we have characterized the role of the EGFR pathway in the regulation of 20E biosynthesis in T. castaneum.

La metamorfosi dels insectes està controlada per per dues hormones, l’hidroxiecdisona (20E) i l’hormona juvenil (HJ), que a la vegada regulen l’expressió d’una sèrie de gens. Aquests gens, E93, Krüppel-homolog 1 (Kr-h1) i Broad-complex (Br-C), formen una xarxa de factors de transcripció anomenada “Gene Metamorphic Network” (MGN). Canvis en la regulació de la MGN són la base de l’evolució de la metamorfosi completa, no obstant, el coneixement sobre la MGN en diferents tipus d’insectes és escàs. Aquesta tesi te com a objectiu la caracterització i la regulació de la MGN en diferents tipus d’insectes. En primer lloc, hem co-relacionat l’expressió dels gens de la MGN amb dos moments del desenvolupament associats a la mida de l’organisme que controlen l’inici de la metamorfosi en el coleòpter Tribolium castaneum. En segon lloc, hem caracteritzat la MGN en el desenvolupament neotènic de l’espècie Strepsiptera Xenos vesparum i hem trobat que la neotènia podria ser el resultat de modificacions en l’expressió de E93, Br-C and Kr-h1. Finalment, hem analitzat la funció de la via de senyalització EGFR en la regulació de la síntesis de l’20E en Tribolium castaneum.