Los elementos reguladores redundantes y singulares subyacen a la rápida evolución de la pigmentación de la Drosophila

Área de la Ciencia:

• Biología del desarrollo
• La genética evolutiva
• Biología molecular

Sus antecedentes:

• La caracterización de los elementos cis-reguladores (CREs) es crucial para comprender la evolución de la red reguladora de genes (GRN) y la diversidad de metazoos.
• Los cambios en los CREs están implicados en la evolución de los rasgos, pero las arquitecturas redundantes de CRE complican los estudios evolutivos.
• Los CREs redundantes plantean preguntas sobre cómo los genes con tales arquitecturas evolucionan la expresión.

Objetivo del estudio:

• Investigar la función y la evolución de los CREs utilizando como modelo la pigmentación sexualmente dimórfica del abdomen de Drosophila melanogaster.
• Validar las ECR predictivas del abdomen y analizar su conservación en las especies de Drosophila.
• Comprender el papel de la redundancia CRE en la evolución de la expresión génica y los rasgos fenotípicos.

Principales métodos:

• Evaluación y validación de los elementos cis-reguladores previstos para la pigmentación del abdomen.
• Análisis de la función CRE y la conservación en los loci del factor de transcripción, incluido el homotórax, la cabeza granulada y el Eip74EF.
• Análisis comparativo de la actividad CRE y la expresión génica entre especies de Drosophila con diferentes fenotipos de pigmentación.

Principales resultados:

• La mayoría de las ECR predicidas en el abdomen fueron validadas, incluidas las del homotórax, la cabeza granulada y los loci Eip74EF.
• Los CREs homotórax mostraron redundancia parcial para la función de pigmentación, con expresión y actividad conservadas en todas las especies.
• La extensa redundancia espacio-temporal CRE en Eip74EF se conservó durante más de 30 millones de años, antes del rasgo dimórfico.

Conclusiones:

• Las arquitecturas CRE redundantes en las redes reguladoras de genes pueden mantener la expresión génica conservada a pesar de los cambios evolutivos en los rasgos.
• Los cambios evolutivos en la pigmentación pueden favorecer alteraciones en CREs no redundantes, mientras que los genes regulados redundantemente mantienen la expresión conservada.
• El estudio proporciona información sobre cómo evolucionan las redes reguladoras de genes y contribuyen a la diversidad de metazoos, particularmente en el contexto de elementos reguladores redundantes.