Estudio y caracterización de los receptores ionotrópicos Ir21a, Ir25a y Ir93a en Drosophila melanogaster
Resumen
Muchos animales cuentan con sistemas termosensoriales para evitar temperaturas extremas, y también para hallar temperaturas óptimas. Estos sistemas son utilizados por insectos vectores de enfermedades para localizar a sus presas, como los mosquitos, responsables de aproximadamente más de 700.000 muertes por año(1, 2).
El estudio de sistemas sensoriales en insectos puede dar pistas para combatir estos vectores, así como el avance en el desarrollo de técnicas disuasorias para la contención de hematófagos(3). En este proyecto se utilizó el modelo experimental Drosophila melanogaster para estudiar neuronas termosensibles (4).
Se cuenta con líneas transgénicas de mosca de la fruta que permiten la expresión de GFP en las células que expresan los receptores en estudio; de esta forma, se estudiaron los patrones de expresión de receptores tanto en larva como en adulto de esta especie, utilizando microscopía de fluorescencia y confocal. Se utilizó la técnica de imagenología de calcio para el registro fisiológico de neuronas termosensibles frente a cambios de temperatura. Se pudieron observar cambios en la intensidad de la fluorescencia dependientes de los cambios de temperatura. Finalmente, se realizó una predicción de la estructura de estos receptores mediante el uso de AlphaFold 3 (5, 6).
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Citas
WHO, WH O. A global brief on vector-borne diseases. World Health Organization Geneva; 2014.
Fleischer J, Pregitzer P, Breer H, Krieger J. Access to the odor world: olfactory receptors and their role for signal transduction in insects. Cell Mol Life Sci. 2018;75(3):485-508.
Sengupta P, Garrity P. Sensing temperature. Curr Biol. 2013;23(8):R304-7.
Ni L, Klein M, Svec KV, Budelli G, Chang EC, Ferrer AJ, et al. The Ionotropic Receptors IR21a and IR25a mediate cool sensing in Drosophila. Elife. 2016;5.
Abramson J, Adler J, Dunger J, Evans R, Green T, Pritzel A, et al. Accurate structure prediction of biomolecular interactions with AlphaFold 3. Nature.2024;630(8016):493-500.
Jumper J, Evans R, Pritzel A, Green T, Figurnov M, Ronneberger O, et al. Highly accurate protein structure prediction with AlphaFold. Nature. 2021;596(7873):583-9.
Koon AC, Chan HY. Drosophila melanogaster As a Model Organism to Study RNA Toxicity of Repeat Expansion-Associated Neurodegenerative and Neuromuscular Diseases. Front Cell Neurosci. 2017;11:70.
Julius D. TRP channels and pain. Annu Rev Cell Dev Biol. 2013;29:355-84.
Hamada FN, Rosenzweig M, Kang K, Pulver SR, Ghezzi A, Jegla TJ, et al. An internal thermal sensor controlling temperature preference in Drosophila. Nature. 2008;454(7201):217-20.
Ni L, Bronk P, Chang EC, Lowell AM, Flam JO, Panzano VC, et al. A gustatory receptor paralogue controls rapid warmth avoidance in Drosophila. Nature. 2013;500(7464):580-4.
Chiang MH, Lin YC, Wu T, Wu CL. Thermosensation and Temperature Preference: From Molecules to Neuronal Circuits in Drosophila. Cells. 2023;12(24).
Knecht ZA, Silbering AF, Ni L, Klein M, Budelli G, Bell R, et al. Distinct combinations of variant ionotropic glutamate receptors mediate thermosensation and hygrosensation in Drosophila. Elife. 2016;5.
Hernandez-Nunez L, Chen A, Budelli G, Berck ME, Richter V, Rist A, et al. Synchronous and opponent thermosensors use flexible cross-inhibition to orchestrate thermal homeostasis. Sci Adv. 2021;7(35).
Altner H, Tichy H, Altner I. Lamellated outer dendritic segments of a sensory cell within a poreless thermo- and hygroreceptive sensillum of the insect Carausius morosus. Cell Tissue Res. 1978;191(2):287-304.
Schneider ES, Kleineidam CJ, Leitinger G, Romer H. Ultrastructure and electrophysiology of thermosensitive sensilla coeloconica in a tropical katydid of the genus Mecopoda (Orthoptera, Tettigoniidae). Arthropod Struct Dev.
;47(5):482-97.
Budelli G, Ni L, Berciu C, van Giesen L, Knecht ZA, Chang EC, et al. Ionotropic Receptors Specify the Morphogenesis of Phasic Sensors Controlling Rapid Thermal Preference in Drosophila. Neuron. 2019;101(4):738-47 e3.
Rimal S, Lee Y. The multidimensional ionotropic receptors of Drosophila melanogaster. Insect Mol Biol. 2018;27(1):1–7.
Jones WD. The expanding reach of the GAL4/UAS system into the behavioral neurobiology of Drosophila. BMB Rep. 2009;42(11):705-12.
Fernandez-Chiappe F, Muraro NI. Patch-Clamping Fly Brain Neurons. Cold Spring Harb Protoc. 2022;2022(8):Pdb top107796.
Brand AH, Perrimon N. Targeted gene expression as a means of altering cell fates and generating dominant phenotypes. Development. 1993;118(2):401-15.
Zhang J, Zhang M, Wang Q, Wen H, Liu Z, Wang F, et al. Distinct structure and gating mechanism in diverse NMDA receptors with GluN2C and GluN2D subunits. Nat Struct Mol Biol. 2023;30(5):629-39.
Zhao Y, Chen S, Swensen AC, Qian WJ, Gouaux E. Architecture and subunit arrangement of native AMPA receptors elucidated by cryo-EM. Science. 2019;364(6438):355-62.
Tyrrell JJ, Wilbourne JT, Omelchenko AA, Yoon J, Ni L. Ionotropic Receptordependent cool cells control the transition of temperature preference in Drosophila larvae. PLoS Genet. 2021;17(4):e1009499.
Greppi C, Laursen WJ, Budelli G, Chang EC, Daniels AM, van Giesen L, et al. Mosquito heat seeking is driven by an ancestral cooling receptor. Science. 2020;367(6478):681-4.
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