[Lack of GAGA protein in Trl mutants causes massive cell death in Drosophila spermatogenesis and oogenesis]

Белок дрозофилы GAGA (GAF) является фактором эпигенетической регуляции транскрипции большой группы генов с широким разнообразием клеточных функций. GAF кодируется геном Trithorax-like (Trl), который экспрессируется в различных органах и тканях на всех стадиях онтогенеза дрозофилы. Мутации этого гена вызывают множественные нарушения развития. В предыдущих работах мы показали, что этот белок необходим для развития половой системы как самцов, так и самок дрозофилы. Снижение экспрессии гена Trl приводило ко множественным нарушениям спермато- и оогенеза. Одно из значительных нарушений было связано с массовой деградацией и потерей клеток зародышевого пути, что позволило предположить, что этот белок вовлечен в регуляцию клеточной гибели. В представленной работе мы провели более детальное цитологическое исследование, чтобы определить, какой тип гибели клеток зародышевого пути характерен для Trl-мутантов, и происходят ли нарушения или изменения этого процесса по сравнению с нормой. Полученные результаты показали, что недостаток белка GAF вызывает массовую гибель клеток зародышевого пути как у самок, так и самцов дрозофилы, но проявляется эта гибель в зависимости от пола по-разному. У самок, мутантных по гену Trl, фенотипически этот процесс не отличается от нормы и в гибнущих яйцевых камерах выявлены признаки апоптоза и аутофагии клеток зародышевого пути. У самцов, мутантных по гену Trl, в отличие от самок, не обнаружены признаки апоптоза. У самцов мутации Trl индуцируют массовую гибель клеток через аутофагию, что не характерно для сперматогенеза дрозофилы и не описано ранее ни в норме, ни у мутаций по другим генам. Таким образом, недостаток GAF у мутантов Trl приводит к усилению апоптотической и аутофагической гибели клеток зародышевого пути. Эктопическая клеточная гибель и атрофия зародышевой линии, вероятно, связаны с нарушением экспрессии генов-мишеней GAGAфактора, среди которых есть гены, регулирующие как апоптоз, так и аутофагию.

Migration of primordial germline cells is negatively regulated by surrounding somatic cells during early embryogenesis in Drosophila melanogaster

Cell migration is an important morphogenetic process necessary at different stages of individual development and body functioning. The initiation and maintenance of the cell movement state requires the activation of many factors involved in the regulation of transcription, signal transduction, adhesive interactions, modulation of membranes and the cytoskeleton. However, cell movement depends on the status of both migrating and surrounding cells, interacting with each other during movement. The surrounding cells or cell matrix not only form a substrate for movement, but can also participate in the spatio-temporal regulation of the migration. At present, there is no exact understanding of the genetic mechanisms of this regulation. To determine the role of the cell environment in the regulation of individual cell migration, we studied the migration of primordial germline cells (PGC) during early embryogenesis in Drosophila melanogaster. Normally, PGC are formed at the 3rd stage of embryogenesis at the posterior pole of the embryo. During gastrulation (stages 6-7), PGC as a consolidated cell group passively transfers into the midgut primordium. Further, PGC are individualized, acquire an amoeboid form, and actively move through the midgut epithelium and migrate to the 5-6 abdominal segment of the embryo, where they form paired embryonic gonads. We screened for genes expressed in the epithelium surrounding PGC during early embryogenesis and affecting their migration. We identified the myc, Hph, stat92E, Tre-1, and hop genes, whose RNA interference leads to premature active PGC migration at stages 4-7 of embryogenesis. These genes can be divided into two groups: 1) modulators of JAK/STAT pathway activity inducing PGC migration (stat92E, Tre-1, hop), and 2) myc and Hph involved in epithelial morphogenesis and polarization, i. e. modifying the permeability of the epithelial barrier. Since a depletion of each of these gene products resulted in premature PGC migration, we can conclude that, normally, the somatic environment negatively regulates PGC migration during early Drosophila embryogenesis.