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Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10261/130308
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Title

Functional analysis of odd-skipped related genes: insights from renal and fin development

AuthorsNeto, Ana
AdvisorGómez-Skarmeta, José Luis
Issue Date2011
PublisherUniversidade do Porto
Abstract[EN]: Odd-skipped family of proteins (Odd in Drosophila and Osr in vertebrates) encode evolutionary conserved zinc-finger (ZF) transcription factors. In mammalians two oddskipped related (osr) genes were found, Osr1 and Osr2. At the moment we start this study the function of the vertebrate proteins was completely unknown. In the first part of this PhD project, we characterize the expression pattern of osr1 and osr2 genes in Xenopus and in zebrafish. We reported the role of osr genes in the development of renal structures (pronephros) in vertebrates. We found that osr1 and osr2 are both necessary and sufficient for the development of pronephros. Molecularly, osr proteins function as transcriptional repressors in renal development. We also showed that Drosophila odd induces the formation of kidney tissue in Xenopus. This ability is dependent of the Engrailed homology1 (eh1) domain. Odd genes may also be required for proper development of the Malpighian tubules, the Drosophila renal organs. Our results highlight the evolutionary conserved involvement of Odd-skipped transcription factors in the development of kidneys. In the second part of this PhD project we set up to study the involvement of these genes in pectoral fin development, unravelling their place in the genetic cascade. Osr genes are expressed in the pectoral fin domain around 48hpf onwards. We found, by loss of function experiments, that osr genes are required for the formation of the pectoral fin bud. Strikingly, effect of loss of function is traced back to the 21 somites stage, affecting the expression of the earliest fin/limb specification marker, tbx5. We hypothesized that osr, expressed in the intermediate mesoderm, might act indirectly in the lateral plate mesoderm. We found that osr1 and both osr genes are able to regulate wnt2ba expression, a diffusible molecule, with a described role in fin development. Moreover, RA signalling is able to modulate osr genes expression, this controlling kidney and fin formation. Taken together, these results bring up a novel function of osr genes in the early steps of fin development. In collaboration with Rankin and colleagues, we revealed the requirement of osr genes in the development of some endoderm structures such as lung and liver. The involvement of osr genes in the formation of endoderm derivatives as well as the molecular signalling, using wnt2b, seem to be conserved in Xenopus and zebrafish.
[PT]: A família de proteínas “Odd-skipped” é denominada como Odd na mosca da fruta (Drosophila) e em vertebrados por Osr, e são dedos de zinco altamente conservados durante a evolução. Em mamíferos dois genes “odd-skipped related” (osr) foram descobertos, Osr1 and Osr2. No princípio deste estudo a função das proteínas osr era totalmente desconhecida. Na primeira parte deste projecto de doutoramento, o padrão de expressão dos genes osr1 e osr2 foram caracterizados em Xenopus e no peixe zebra. Neste estudo, a função destes genes foi descrita no desenvolvimento de estruturas renais (pronefros) em vertebrados. Podemos concluir que ambos genes, osr1 e osr2, são necessários e suficientes para o desenvolvimento de pronefros. As proteínas osr actuam a nível molecular como repressores da transcrição durante o desenvolvimento renal. Também demonstrámos que a proteina odd de Drosophila tem a propriedade de induzir a formação de tecido renal em Xenopus. Esta capacidade é dependente do domínio “Engrailed homology1“ (eh1). Os genes Odd podem tambem ser necessários para o correcto desenvolvimento dos tubulos de Malpighi, os orgãos renais da Drosophila. Os resultados apresentados neste trabalho ressaltam a conservação a nivel evolutivo dos factores de transcrição “Odd-skipped” no desenvolvimento renal. Na segunda parte deste projecto de doutoramento proposemos o estudo da função destes genes no desenvolvimento das barbatanas peitorais, clarificando o lugar destes genes na via de sinalização. Os genes osr genes são expressos no domínio das barbatanas peitorais a partir de cerca de 48 horas depois da fertilização. Neste estudo demonstrámos por experiências de perda de função que os genes osr são necessários para a formação do primórdio das barbatanas peitorais. O efeito da perda de função é detectado no estadio de 21 somitos, afectando a expressão do marcador mais precoce de especificação da barbatana/membro, tbx5. Neste contexto os genes osr s ão expressos na mesoderme intermédia e poderiam actuar indirectamente na placa de mesoderme lateral. Neste trabalho descrevemos que osr1 e ambos genes osr regulam a expressão de wnt2ba, que é uma molécula difusível e com uma função já descrita no desenvolvimento das barbatanas. A sinalização do ácido retinóico é capaz de regular a expressão dos genes osr, e consequentemente a formação dos rins e das barbatanas. Em conjunto estes resultados demonstram a importância dos genes osr nas primeiras etapas de desenvolvimento das barbatanas. Em colaboração com Scott Rankin e o grupo de Aaron Zorn, estudámos a importância dos genes osr no desenvolvimento de estruturas derivadas da endoderme como o pulmão e o fígado. A função dos genes osr na formação de derivados da endoderme assim como a sinalização molecular, via wnt2b, parece estar conservada em Xenopus e no peixe zebra.
DescriptionTese de Candidatura ao grau de Doutor em Ciências Biomédicas submetida ao Instituto de Ciências Biomédicas de Abel Salazar da Universidade do Porto por Ana Maria Bastos Barros Neto e realizado em el Centro Andaluz de Biología del Desarrollo, centro mixto CSIC-UPO.
URIhttp://hdl.handle.net/10261/130308
Appears in Collections:(CABD) Tesis
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