Drosophila relics hobo and hobo-MITEs transposons as raw material for new regulatory networks

Abstract Hypermutable strains of Drosophila simulans have been studied for 20 years. Several mutants were isolated and characterized, some of which had phenotypes associated with alteration in development; for example, showing ectopic legs with eyes being expressed in place of antennae. The causal agent of this hypermutability is a non-autonomous hobo-related sequence (hoboVA). Around 100 mobilizable copies of this element are present in the D. simulans genome, and these are likely mobilized by the autonomous and canonical hobo element. We have shown that hoboVA has transcription factor binding sites for the developmental genes, hunchback and even-skipped, and that this transposon is expressed in embryos, following the patterns of these genes. We suggest that hobo and hobo-related elements can be material for the emergence of new regulatory networks.

Detection of P element transcripts in embryos of Drosophila melanogaster and D. willistoni

The P element is one of the most thoroughly studied transposable elements (TE). Its mobilization causes the hybrid dysgenesis that was first described in Drosophila melanogaster. While studies of the P element have mainly been done in D. melanogaster, it is believed that Drosophila willistoni was the original host species of this TE and that P was transposed to the D. melanogaster genome by horizontal transfer. Our study sought to compare the transcriptional behavior of the P element in embryos of D. melanogaster, which is a recent host, with embryos of two strains of D. willistoni, a species that has contained the P element for a longer time. In both species, potential transcripts of transposase, the enzyme responsible for the TE mobilization, were detected, as were transcripts of the 66-kDa repressor, truncated and antisense sequences, which can have the ability to prevent TEs mobilization. The truncated transcripts reveal the truncated P elements present in the genome strains and whose number seems to be related to the invasion time of the genome by the TE. No qualitative differences in antisense transcripts were observed among the strains, even in the D. willistoni strain with the highest frequency of heterochromatic P elements.

O elemento P é um dos elementos transponíveis (TE) mais amplamente estudado. Sua mobilização causa a disgenesia do híbrido que foi primeiramente descrita em D. melanogaster. Apesar dos estudos sobre o elemento P terem sido realizados principalmente com D. melanogaster, acredita-se que D. willistoni foi a espécie hospedeira original deste TE e que ele se transpôs para o genoma de D. melanogaster por transferência horizontal. Nosso estudo visou a comparação do comportamento transcripcional do elemento P em embriões de D. melanogaster, que é a hospedeira recente, com o de embriões de duas linhagens de D. willistoni, uma espécie que é, a longo tempo, hospedeira do elemento P. Em ambas as espécies foram detectados transcritos potenciais da transposase, enzima responsável pela mobilização do TE, bem como transcritos do repressor de 66-kDa e de seqüências truncadas e antisenso, os quais podem ter a habilidade de prevenir a mobilização de TEs. Os transcritos truncados refletem os elementos P truncados presentes no genoma das linhagens e cujo número parece relacionado com o tempo de invasão do genoma pelo TE. Nenhuma diferença qualitativa de transcritos antisenso foi observada entre as espécies, mesmo na linhagem de D. willistoni com alta freqüência de elemento P heterocromático.

Transposable elements from the mesophragmatica group of Drosophila

Transposable elements (TEs) are middle repetitive DNA sequences classified into families according to their sequence similarities, such elements can playing an important role in the evolutionary process of their host genomes. There are many reports on the distribution of TEs in the fruit fly genus Drosophila, although there is relatively little information relating to the Neotropical mesophragmatica group of Drosophila, probably the most typical cluster of species occurring almost exclusively in the Andes mountains. Dot Blot and PCR analyses was used to study the distribution of some TEs (I, mariner, hobo, gypsy, Tom/17.6, micropia and P elements) within the mesophragmatica group of Drosophila. We found gypsy elements in all the mesophragmatica group species studied and mariner elements were absent only from Drosophila pavani but P element homologous sequences were present only in D. pavani and Drosophila gasici and the other TEs (I, hobo, Tom/17.6, micropia) were not found in any of the species investigated.

Differential gene activation in Drosophila melanogaster populations selected for developmental rate

Foi estudado no estágio de prepupa de zero hora, o padräo de puffs de populaçöes de Drosophila melanogaster submetidas por muitas geraçöes de seleçäo para diferenças na velocidade de desenvolvimento. Puffs com valores médios menores foram encontrados na populaçäo selecionada para velocidade lenta quando comparada com os das populaçöes controle e selecionada para desenvolvimento rápido. Com o balanço entre hormônio juvenil e ecdisona é o fator determinante da velocidade do desenvolvimento e como a ecdisona é responsável pelo início do ciclo de puffs (como por exemplo 47EF, 63E, 71CE e 82EF), nós sugerimos que diferenças na regulaçäo desses hormônios possam explicar as variaçöes nos padröes de puffs observadas aqui. Por outro lado, o padräo de puffs de hibridos entre estas populaçöes sugere que o controle de alguns puffs, como 66B, pode ser devido a um regulador em cis

Epigenetic changes of IDH-NADP isozymes in several Drosophila species

Análise eletroforética, em diferentes órgäos e estágios do desenvolvimento de populaçöes de D. melanogaster selecionadas para velocidade de desenvolvimento, mostrou modificaçäo epigenética da isoenzima IDH-NADP por substância encontrada no canal alimentar larval. Testes bioqupimicos realizados indicaram näo se tratar de uma reaçao proteolítica e como as isoenzimas, que ocorrem no canal alimentar e nas demais partes da larva, apresentam diferenças de pH ótimo, sugere-se que as mesmas tenham funçöes diferentes. Os dados fornecem suporte experimental para regulaçäo a nível de pós-síntese e como a mesma modificaçäo epignética ocorre em diferentes espécies dos grupos willistoni, melanogaster e mesophragmatica de Drosophila tal mecanismo parece ser importante por ser relativamente conservado, pelo menos nas espécies estudadas

Selection of D. melanogaster for extreme developmental rates: I. Structural and regulatory genetic divergence

Análise eletroforética de 5 sistemas enzimáticos, totalizando 12 locos, em diferentes estágios do desenvolvimento de populaçöes de D. melanogaster selecionadas por 485 geraçöes para desenvolvimento rápido (precoce), 335 geraçöes para desenvolvimento lento (tardio), e uma populaçäo controle mostrou uma similaridade genética estrutural, medida pelas substituiçöes alélicas, de 0,92 entre controle e tardia, 0,83 entre controle e precoce e 0,75 entre precoce e tardia. A similaridade regulatória medida pelo índice de Jaccard foi de 0,947 entre controle e precoce, 0,940 entre controle e tardia e 0,908 entre precoce e tardia. Pelo coeficiente de correlaçäo de Pearson a similaridade foi de 0,949 entre controle e precoce, 0,940 entre controle e tardia e 0,894 entre precoce e tardia. Sugere-se que a divergência na classe de genes reguladores pode ser de grande importância no processo de especiaçäo

Selection of D. melanogaster for extreme developmental rates: II. Sexual and reproductive isolation due to hybrid inferiority

Populaçöes de D. melanogaster selecionadas por 485 geraçöes para desenvolvimento rápido (precoce), 335 geraçöes para desenvolvimento lento (tardia), e uma populaçäo controle (OC), näo selecionada, foram estudadas quanto ao grau de isolamento apresentado. Encontramos um isolamento sexual incipiente quando cruzamos fêmeas precoces e tardias com machos tardios; observou-se também uma maior receptividade das fêmeas controle o que pode significar que a seleçäo pode ter afetado esta característica nas fêmeas das demais populaçöes. Foi detectado isolamento reprodutivo por inferioridade do híbrido nos cruzamentos envolvendo fêmeas tardias, sugerindo-se que fatores citoplasmáticos estejam relacionados com a reduçäo de produtividade nos cruzamentos com machos precoce e controle. Tal tipo de isolamento näo ocorreu entre precoce e controle