Desarrollo de herramientas moleculares para el estudio metabólico de Drosophila melanogaster

Abstract

La biología del desarrollo ha comenzado a describir diversas maneras a través de las cuales el perfil metabólico de las células que componen los diferentes tejidos interactúa con mecanismos ontogenéticos. Sin embargo, hasta el momento las estrategias utilizadas no estuvieron basadas en la detección de cambios metabólicos a nivel de célula única. En este trabajo hemos desarrollado herramientas moleculares en la mosca del vinagre, Drosophila melanogaster, que permitirán estudiar, mediante técnicas de microscopía, el perfil bioenergético de células individuales in vivo, en distintos tejidos durante el desarrollo. Estas herramientas consisten en una serie de líneas transgénicas de Drosophila que expresan biosensores basados en el fenómeno de FRET, capaces de monitorear niveles de metabolitos o co‐factores del metabolismo energético a nivel de célula única. Estos son: LACONIC, sensor de lactato, PYRONIC, sensor de piruvato y OGSOR, sensor de 2‐oxoglutarato citosólico. También se generó un reportero transcripcional de la enzima piruvato deshidrogenasa kinasa (PDHK), el cual permite identificar células que podrían estar dependiendo de un metabolismo esencialmente glucolítico. Con estas herramientas intentaremos identificar reprogramaciones del metabolismo energético durante el desarrollo de Drosophila.

Developmental biology has started to describe several ways by which the metabolic profile of the cells from different tissues interacts with ontogenetic mechanisms. Nevertheless, the strategies employed so far have not been based on the single-cell detection of metabolic switches. In this work we have developed molecular tools in the fruit fly, Drosophila melanogaster, which allow us to study through fluorescence microscopy the metabolic profile of individual cells in vivo, and in several tissues during development. These tools are basically isogenic fly lines that express FRET-based biosensors capable of monitoring the intracellular levels of metabolites or co-factors from energetic metabolism at single-cell level. These sensors are: LACONIC, a lactate sensor, PYRONIC, a pyruvate sensor and OGSOR, a sensor of cytosolic 2-oxoglutarate. A transcriptional reporter of the key enzyme pyruvate dehydrogenase kinase (PDHK) has also been built in flies, which allows us to identify cells that might depend on a highly glycolytic metabolism. With all these tools, detailed studies of the metabolic facets of Drosophila development can now be carried out.