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Pourquoi les mutations chez Drosophila dsx (double sexe) affectent-elles à la fois les hommes et les femmes ?


Raison: La mutation par perte de fonction du gène dsx dans l'embryon femelle conduit à la production d'une protéine non fonctionnelle qui ne réprime pas l'expression du gène spécifique mâle. Des personnages somatiques des deux sexes persistent donc en formant un intersexe… C'est tout ce que j'ai compris.

Mais quelle est la raison de l'apparition des caractères intersexes chez la drosophile mâle ? Est-ce dû à une mutation de gain de fonction.


L'expression du gène du double sexe est plutôt inhabituelle, il n'est donc pas surprenant que vous ayez des difficultés à comprendre ses mutations. Le schéma simplifié ci-dessous (adapté de Gilbert's Developmental Biolgy - disponible en ligne) devrait aider à clarifier la question.

Le concept clé est que bien que le gène du double sexe (dsx) est exprimé à la fois chez les mouches mâles et femelles, les produits du gène (DsxF ajouter DsxM) sont différents dans les deux cas. Ceci est réalisé par un épissage alternatif du transcrit d'ARN, contrôlé finalement par le dosage des chromosomes X et Y. (Si vous n'êtes pas familier avec l'épissage alternatif, voir par exemple. cette section de [Biologie moléculaire de la cellule (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21558/).)

Le deuxième concept important (dont les détails, je l'admets, me sont moins familiers) est que le sexe est déterminé à la fois par des gènes activateurs spécifiques au sexe particulier et par des gènes inactivants pour le sexe opposé. Ainsi, le diagramme montre que DsxF les deux activent l'expression des gènes pour la différenciation sexuelle féminine et répriment l'expression des gènes pour la différenciation sexuelle masculine. De même DsxM active l'expression des gènes pour la différenciation sexuelle masculine et réprime l'expression des gènes pour la différenciation sexuelle féminine.

Ainsi, selon ce schéma, si dsx est complètement assommé, il y aura des conséquences chez les hommes et les femmes. Chez la femelle, en l'absence de DsxF, les gènes de différenciation sexuelle féminine ne seront pas activés, mais ceux de différenciation sexuelle masculine ne seront pas réprimés. Cela entraîne vraisemblablement le phénotype intersexe. De même, chez le mâle, l'absence de DsxM empêche l'expression des gènes de différenciation sexuelle masculine, mais ne réprime pas ceux de différenciation sexuelle féminine. Encore une fois, je suppose que cela se traduit par le phénotype intersexe.


Rôles superposés de infructueux isoformes dans la spécification et la fonction des neurones mâles favorisant l'agression dans Drosophile

Le comportement agressif entre mâles est un comportement sexuellement dimorphe important. Les circuits neuronaux qui sous-tendent le comportement agressif sont donc probablement sous le contrôle de gènes déterminant le sexe. Cependant, le mécanisme neurogénétique qui génère un comportement agressif spécifique au sexe reste largement inconnu. Ici, nous avons trouvé qu'une classe neuronale spécifiée par l'un des Drosophile gènes déterminant le sexe, infructueux (fru), appartient au circuit neuronal qui génère un comportement agressif de type masculin. Cette classe neuronale peut favoriser un comportement agressif indépendant d'un autre gène déterminant le sexe, doublesexe (dsx), même si dsx est impliqué en s'assurant que le comportement agressif est effectué uniquement envers les hommes. Nous avons également constaté que trois fru les isoformes avec différents domaines de liaison à l'ADN montrent une division du travail sur les comportements agressifs masculins. Un rôle dominant de fru en spécifiant un comportement agressif spécifique au sexe peut souligner un mécanisme génétique qui permet au comportement agressif de type masculin d'évoluer au moins partiellement indépendamment du comportement de parade nuptiale, qui est soumis à différentes pressions sélectives.


Introduction

Les comportements sociaux, tels que la parade nuptiale et les comportements agressifs, ont des conséquences sur l'aptitude de nombreuses espèces animales. Le succès de la parade nuptiale des mâles est vital pour la propagation de la progéniture, alors qu'un comportement agressif intra-spécifique est souvent la clé pour assurer l'accès à des partenaires potentiels. Ces deux comportements servent donc à augmenter directement et indirectement le succès reproducteur des mâles. Probablement en raison de la contribution à un objectif commun, par ex. la reproduction, la parade nuptiale et les comportements agressifs sont souvent simultanément régulés à la hausse ou à la baisse. Chez les vertébrés, les hormones sexuelles, telles que les œstrogènes et les testostérones, orchestrent des comportements de reproduction sexuellement dimorphes en organisant des circuits neuronaux sous-jacents au cours du développement et en activant ces comportements au cours des stades adultes (McCarthy, 2008 McEwen, 1981 Tinbergen, 1951). Cependant, l'expression de la parade nuptiale ou de l'agressivité envers le mauvais sexe cible peut être coûteuse. Ainsi, un animal doit être équipé d'un mécanisme neuronal qui co-régule ces deux comportements tout en exécutant chaque action de manière sélective vers la bonne cible. La façon dont le système nerveux gère ces deux demandes apparemment contradictoires reste une question centrale dans la neurobiologie des comportements sociaux (Anderson, 2016 Chen et Hong, 2018 Li et Dulac, 2018).

Un mécanisme possible qui peut expliquer l'exécution sélective du sexe cible d'un comportement approprié est que les signaux sensoriels spécifiques au sexe sont canalisés dans un circuit dédié, qui à son tour déclenche un comportement spécifique envers chaque sexe (Kohatsu et al., 2011 Ruta et al., 2010 de Philipsborn et al., 2011). Cette chaîne hypothétique de neurones est parfois appelée « ligne étiquetée » (Ishii et al., 2017). Dans ce circuit relativement rigide, les informations sensorielles pertinentes sur le plan du comportement représentées dans le cerveau sont transformées en l'exécution motrice d'un comportement sexuellement dimorphe de manière stéréotypée (Chen et Hong, 2018 Manoli et al., 2013). En termes simples, l'hypothèse de la ligne étiquetée prédit que l'activation de tout neurone situé en aval de la perception sensorielle ("releaser" dans un terme classique Tinbergen, 1951) devrait en principe déclencher le comportement d'intérêt, indépendamment de la présence de stimuli externes (von Philipsborn et al., 2011). Les signaux sensoriels spécifiques au sexe sont représentés différemment dans le cerveau des hommes et des femmes (Bayless et al., 2019 Bergan et al., 2014 Datta et al., 2008 Haga et al., 2010 Kohatsu et al., 2011 Kohl et al. ., 2013 Li et al., 2017 Remedios et al., 2017), ce qui est cohérent avec un mécanisme simple en deux étapes qui génère des comportements sexuellement dimorphes : la reconnaissance du sexe, suivie de l'exécution de comportements spécifiques au sexe.

Il est intéressant de noter que certaines populations de neurones sont connues pour être capables de promouvoir à la fois des comportements de parade nuptiale et des comportements agressifs. Chez la souris, la stimulation des neurones de l'hypothalamus ventromédian (Lee et al., 2014) et de l'amygdale médiale (Hong et al., 2014) induit les deux comportements. Chez les mouches des fruits, les neurones situés dans la partie postérieure médiale du cerveau masculin (communément appelés neurones « P1 » ou « pC1 ») présentent une double fonctionnalité similaire (Hoopfer et al., 2015 Koganezawa et al., 2016). Bien que plusieurs mécanismes aient été proposés pour expliquer la génération de deux comportements par une population apparemment unique de neurones (Anderson, 2016 Koganezawa et al., 2016), une hypothèse implicite sous-jacente reste que le modèle d'activation des neurones donnés détermine le résultat comportemental. . Cependant, pour l'amygdale médiale et l'hypothalamus ventromédial de la souris (Li et al., 2017 Remedios et al., 2017), les modèles d'activation spécifiques au sexe de la cible ne sont pas câblés, mais émergent plutôt à la suite d'interactions intra-espèces. De plus, certains aspects du comportement agressif induit par la stimulation artificielle de l'hypothalamus ventromédian de souris peuvent être modulés par des contextes sociaux, dont le sexe des animaux cibles (Lin et al., 2011 Yang et al., 2017). Ces observations soulèvent la possibilité que la hiérarchie entre le mécanisme de reconnaissance du sexe et le mécanisme d'exécution ne soit pas aussi unidirectionnelle que le suggère un modèle de « ligne étiquetée ». L'augmentation de la précision cellulaire pour la manipulation neuronale, en particulier associée à la précision temporelle de l'optogénétique, offre une occasion unique d'aborder la façon dont le mécanisme de reconnaissance du sexe et le mécanisme d'exécution interagissent les uns avec les autres, et où dans le circuit neuronal la spécificité du comportement envers un sexe donné est généré.

Ici, nous avons abordé les origines génétiques et neuronales des deux mécanismes - la reconnaissance du sexe et l'exécution des comportements - sous-jacents aux comportements sociaux sexuellement dimorphes de la mouche des fruits. Drosophila melanogaster. Au lieu d'hormones sexuelles, Drosophile utilise deux gènes déterminant le sexe, doublesexe (dsx) et infructueux (fru), pour préciser les dimorphismes sexuels au niveau cellulaire. Nous avons constaté que la stimulation optogénétique d'un sous-ensemble spécifique de neurones P1/pC1 induit plus de comportements de parade nuptiale envers les femelles que envers les mâles. Le dimorphisme sexuel neuroanatomique de ce sous-ensemble P1/pC1 est principalement spécifié par dsx, et sa capacité à favoriser la parade nuptiale est conservée indépendamment de fru fonction. Cependant, fru est nécessaire pour améliorer le comportement de parade nuptiale spécifiquement envers les cibles féminines après une stimulation optogénétique. Nous avons également trouvé des preuves que les neurones P1/pC1 sont constitués de populations génétiquement et fonctionnellement hétérogènes, dont l'une nécessite la contribution des deux dsx et fru pour la spécification du dimorphisme sexuel neuroanatomique. Enfin, contrairement au comportement de parade nuptiale, le comportement agressif nécessite une fru-mécanisme d'exécution dépendant. Nos études mettent en lumière l'importance auparavant sous-estimée du sexe d'un animal cible en tant que variable biologique pertinente sur le plan comportemental et suggèrent que la relation entre le mécanisme de reconnaissance du sexe et le mécanisme d'exécution du comportement est interactive plutôt que hiérarchique. Pour le comportement de parade nuptiale, la fonction de dsx ressemble au rôle organisationnel de l'hormone stéroïde des vertébrés, tandis que la fonction de fru peut être défini comme le rôle d'activation. Cette séparation des fonctions ne s'étend pas au comportement agressif, suggérant que les mécanismes d'exécution pour différents types de comportements sociaux sexuellement dimorphes peuvent être spécifiés par des mécanismes génétiques séparables. L'approche neurogénétique que nous avons employée présente une voie pour disséquer les origines génétiques et les circuits des comportements sociaux sexuellement dimorphes.


Résultats

Des niveaux élevés de protéines alimentaires sont nécessaires pour augmenter la plasticité de la taille corporelle dépendante des nutriments chez les femelles

Des études antérieures ont identifié une différence entre les sexes dans la plasticité dépendante des nutriments dans plusieurs traits morphologiques (Shingleton et al., 2017 Stillwell et al., 2010 Teder et Tammaru, 2005). Déterminer s'il existe des différences entre les sexes dans la plasticité de la taille corporelle dépendant des nutriments Drosophile, nous avons mesuré le volume de la pupe, une lecture établie pour Drosophile la taille du corps (Delanoue et al., 2010), en blanc 1118 (w FBgn0003996) mâles et femelles élevés avec des régimes alimentaires de différentes quantités de nutriments. Nous avons trouvé que le volume pupal dans 1118 les larves femelles élevées avec le régime biacide (1X) (Lewis, 1960) étaient significativement plus grosses que les femelles du même génotype élevées avec un régime contenant la moitié de la quantité de nutriments (0,5X) (Figure 1—supplément de la figure 1A). Dans 1118 chez les mâles, le volume des pupes était également significativement plus important chez les larves élevées avec le régime 1X par rapport au régime 0,5X (Figure 1—supplément de la figure 1A). Aucune interaction significative entre le sexe et l'alimentation n'a été détectée à l'aide d'une analyse de variance bidirectionnelle (ANOVA) (interaction sexe:alimentation p=0,7048 Fichier supplémentaire 1), suggérant que la plasticité de la taille corporelle dépendante des nutriments n'était pas différente entre les sexes dans cette étude. le contexte. Nous avons ensuite comparé le volume de la pupe dans 1118 mâles et femelles élevés avec le régime 1X avec des larves cultivées avec un régime contenant deux fois plus de nutriments (2X). Volume pupal en 1118 Les femelles étaient significativement plus grosses chez les larves élevées avec le régime 2X par rapport aux larves cultivées avec le régime 1X (Figure 1—figure supplément 1A). Dans 1118 mâles, l'ampleur de l'augmentation dépendante des nutriments du volume des pupes était plus faible que celle des larves femelles (Figure 1—figure supplément 1A interaction sexe:alimentation p<0.0001 Fichier supplémentaire 1). Cela suggère que dans des conditions riches en nutriments, il existe une différence entre les sexes dans la plasticité phénotypique, où la plasticité de la taille corporelle dépendante des nutriments est plus élevée chez les femelles. Pour représenter les réponses normales de la taille corporelle de chaque sexe à la quantité de nutriments, nous avons tracé des normes de réaction pour le volume de la pupe dans 1118 mâles et femelles élevés avec des régimes alimentaires différents (Figure 1—supplément de la figure 1B). La réponse de la taille corporelle à l'augmentation de la quantité de nutriments entre 0,5X et 1X n'était pas différente entre les sexes (Figure 1—supplément de la figure 1B), cependant, la réponse de la taille corporelle à l'augmentation de la quantité de nutriments entre 1X et 2X était plus importante chez les femelles que chez les mâles (Figure 1—supplément de la figure 1B). Il est important de noter que ces résultats n'étaient pas spécifiques au volume de la pupe, car nous avons reproduit nos résultats en utilisant le poids adulte comme lecture supplémentaire de la taille corporelle (Figure 1A, B). Ainsi, nos résultats démontrent que si la plasticité phénotypique est similaire entre les sexes dans certains contextes nutritionnels, la plasticité de la taille corporelle est plus élevée chez les femmes que chez les hommes dans un environnement riche en nutriments.

Une régulation à la hausse de l'activité IIS est nécessaire pour augmenter la plasticité de la taille corporelle dépendante des nutriments chez les femelles dans un régime riche en protéines.

(UNE) Le poids des adultes était significativement plus élevé chez les 1118 mâles et femelles cultivés sur 1X par rapport aux mouches élevées sur 0,5X (p<0,0001 pour les deux sexes ANOVA bidirectionnelle suivie par le test Tukey HSD). L'ampleur de cette augmentation du poids adulte était la même chez les deux sexes (interaction sexe:alimentation p = 0,3197 ANOVA bidirectionnelle suivie du test Tukey HSD). Le poids des adultes était significativement plus élevé chez les 1118 femelles élevées sur 2X par rapport aux mouches cultivées sur 1X cependant, le poids adulte des mâles n'a pas augmenté de manière significative (p<0,0001 et p=0,4015, respectivement ANOVA bidirectionnelle suivie par le test Tukey HSD), où l'augmentation dépendante du régime du poids adulte était plus élevé chez les femmes (interaction sexe:alimentation p = 0,0003 ANOVA bidirectionnelle suivie du test Tukey HSD). (B) Normes de réaction pour le poids adulte en réponse aux changements de la quantité de nutriments dans 1118 femelles et mâles, tracés à l'aide des données présentées dans le panneau A. n = 6–11 groupes de 10 mouches. (C) Le poids des adultes était significativement plus élevé chez les femelles élevées à 2 ans par rapport aux mouches élevées à 1 an, cependant, le poids des mâles adultes n'était pas significativement plus élevé chez les mouches élevées à 2 ans par rapport aux mâles élevés à 1 an (p<0,0001 et p=0,7199, respectivement dans les deux sens ANOVA suivie du test Tukey HSD, interaction sexe:alimentation p<0.0001). () Normes de réaction pour le poids adulte en 1118 femelles et mâles élevés sur 1 an ou 2 ans, tracés à l'aide des données du panneau C. n = 7 à 11 groupes de 10 mouches. (E) Chez les femelles, les niveaux d'ARNm des cibles Foxo (récepteur d'insuline (InR), brummer (bmm), et protéine de liaison au facteur d'initiation eucaryote 4E (4E-BP)), étaient significativement plus faibles chez les larves élevées avec un régime riche en protéines (2A) par rapport aux larves élevées avec un régime contenant la moitié de la teneur en protéines (1A) (p<0,0001 t test). n = 8 répétitions biologiques. (F) Quantification du rapport entre la protéine fluorescente verte associée à la membrane de surface cellulaire (GFP) et la GFP cytoplasmique (rapport GFP [M:C]) dans un corps gras disséqué de larves femelles de la souche GFP-PH. Le rapport était significativement plus élevé chez les larves femelles élevées en 2 ans par rapport aux larves élevées en 1 an (p = 0,001 t test). n = 18 répétitions biologiques. (g) Chez les mâles, il n'y avait pas de différence significative dans les niveaux d'ARNm des cibles Foxo entre les larves élevées à 2 ans par rapport aux larves cultivées à 1 an (p = 0,7323 t test). n = 6-7 répétitions biologiques. (H) Chez les mâles, le rapport M:C pour la GFP-PH n'était pas significativement différent entre les mâles cultivés à 2 ans par rapport aux larves élevées à 1 an (p = 0,0892 t test). n = 15-18 répétitions biologiques. (je) Le volume de la pupe était significativement plus élevé dans les deux 1118 les femmes et InR E19 /+ femelles élevées sur 2 ans par rapport aux femelles de génotype correspondant cultivées sur 1 an (p<0.0001 pour les deux génotypes ANOVA bidirectionnelle suivie par le test Tukey HSD) cependant, l'ampleur de l'augmentation dépendant des nutriments du volume des pupes était plus faible dans InR E19 /+ femelles (interaction génotype:alimentation p<0.0001 ANOVA bidirectionnelle suivie du test Tukey HSD). n = 58-77 pupes. (J) Le volume de la pupe était significativement plus élevé dans les deux 1118 les mâles et InR E19 /+ mâles élevés sur 2 ans par rapport aux mâles de génotype apparié cultivés sur 1 an (p<0,0001 pour les deux génotypes ANOVA bidirectionnelle suivie par le test Tukey HSD). Alors que nous avons observé une interaction sexe:alimentation dans le 1118 génotype témoin, il n'y avait pas d'interaction sexe:alimentation dans le InR E19 /+ génotype (p<0.0001 et p=0.7104, respectivement ANOVA bidirectionnelle suivie du test Tukey HSD). n = 47-76 pupes. Pour les graphiques de plasticité de la taille corporelle, les cercles pleins indiquent la taille corporelle moyenne et les lignes pointillées indiquent un intervalle de confiance à 95 %. *** indique p<0.001, **** indique p<0.0001 ns indique des barres d'erreur non significatives indiquent SEM.

Pour réduire les macronutriments qui expliquent l'augmentation de la plasticité de la taille corporelle chez les femmes, nous avons modifié les ingrédients alimentaires individuels et mesuré la taille corporelle en 1118 mâles et femelles. Nous avons d'abord modifié la levure alimentaire, car des études antérieures montrent que la levure est une source clé de protéines et un déterminant important de la croissance larvaire (Britton et al., 2002 Géminard et al., 2009 Robertson, 1963). Dans 1118 femelles élevées avec un régime avec une teneur en levure qui correspond à la quantité dans le régime 2X (régime 2Y), le volume des pupes était significativement plus grand que chez les femelles élevées avec un régime contenant la moitié de la teneur en levure (1Y) (Figure 1 - figure supplément 1C) . Il est important de noter que la teneur en levure et en calories du régime 1 an se situait dans la fourchette des régimes standard utilisés dans de nombreuses études sur la croissance larvaire (22,65 g/L contre 21-46 g/L et 586 calories/L contre 459-760 calories/L, respectivement) (Ghosh et al., 2014 Koyama et Mirth, 2016 Marshall et al., 2012 Sawala et Gould, 2017), et ne représente donc pas un régime pauvre en nutriments. Dans 1118 mâles, l'ampleur de l'augmentation du volume nymphale dépendant des nutriments était plus faible que chez les femelles (Figure 1 - supplément de la figure 1C interaction sexe:alimentation p = 0,0001 Fichier supplémentaire 1), ce qui suggère que la plasticité de la taille corporelle dépendant des nutriments était plus élevée chez les femelles dans un contexte riche en levures. En effet, lorsque nous avons tracé les normes de réaction pour le volume des pupes chez les deux sexes, l'ampleur du changement dépendant de la levure dans le volume des pupes (Figure 1 - supplément de la figure 1D) et le poids adulte (Figure 1C, D) était plus importante chez les femelles que chez les mâles. Cette différence de sexe dans la plasticité phénotypique dans un contexte riche en levures a été reproduite dans Canton-S (CS), une souche de type sauvage (Figure 1—supplément de la figure 2A, B), et en utilisant la longueur des ailes comme mesure supplémentaire de la taille (Figure 1—supplément de la figure 3A). Ainsi, nos résultats indiquent que la différence homme-femme dans la plasticité de la taille corporelle dépendante des nutriments persiste à travers plusieurs antécédents génétiques, et confirme que la taille corporelle est un trait robuste pour surveiller la plasticité phénotypique dépendante des nutriments.

Compte tenu de la différence entre les sexes dans la plasticité de la taille corporelle en réponse à la teneur en levure modifiée, nous avons émis l'hypothèse que la levure peut déclencher une plasticité de la taille corporelle dépendante des nutriments chez les femelles. Pour tester cela, nous avons élevé des larves avec des régimes contenant du sucre altéré (figure 1 - figure supplément 4A) ou une teneur en calories (figure 1 - figure supplément 4B). Parce que nous n'avons observé aucune interaction sexe:alimentation pour l'une ou l'autre manipulation (interaction sexe:alimentation p = 0,6536 et p = 0,3698, respectivement Fichier supplémentaire 1), cela suggère que la levure alimentaire médie la différence entre les sexes dans la plasticité de la taille corporelle dépendante des nutriments. Pour tester si la protéine est le macronutriment dans la levure qui permet une plasticité phénotypique spécifique au sexe, nous avons limité pharmacologiquement la dégradation des protéines en cultivant des larves sur le régime 2Y complété soit par un inhibiteur de protéase à large spectre (cocktail d'inhibiteur de protéase PIC) soit par une sérine protéase spécifique inhibiteur (chlorhydrate de fluorure de 4-(2-aminoéthyl)benzènesulfonyle AEBSF). Des études antérieures suggèrent que ces inhibiteurs sont spécifiques, car l'effet inhibiteur de croissance de ces inhibiteurs de protéase a été tamponné en nourrissant les larves avec des bactéries qui améliorent les niveaux d'ARNm de protéase intestinale et l'activité protéolytique intestinale (Erkosar et al., 2015). Bien que nous ayons trouvé une réduction significative de la taille corporelle chez les deux sexes traités avec des inhibiteurs de la protéase (Figure 1—supplément de la figure 5A, B), conformément aux études précédentes (Erkosar et al., 2015), l'ampleur de la diminution induite par les inhibiteurs de la nymphe le volume était plus important chez les larves femelles que chez les mâles (interaction sexe:traitement p=0.0029 [PIC] et p<0.0001 [AEBSF] Supplementary file 1). Cela indique que les protéines alimentaires dérivées de la levure sont le macronutriment qui augmente la plasticité de la taille corporelle dépendante des nutriments chez les femelles. Alors que deux explications potentielles de la différence homme-femme dans la plasticité de la taille corporelle sont une différence entre les sexes dans l'apport alimentaire ou la durée de la période de croissance, nous n'avons trouvé aucune différence dans les phénotypes entre 1118 larves mâles et femelles cultivées sur 1Y ou 2Y (Figure 1-figure supplément 6A–C). De plus, la plus grande taille corporelle des larves femelles n'explique pas leur plasticité corporelle accrue dépendante des nutriments, car une manipulation génétique qui augmente la taille corporelle masculine n'a pas amélioré la plasticité phénotypique (Figure 1 - supplément de la figure 7A, B). Ensemble, nos données révèlent que les larves femelles ont une plasticité de la taille corporelle améliorée dans un contexte riche en nutriments, et identifient des protéines alimentaires abondantes comme une condition préalable pour que les femelles maximisent leur taille corporelle.

La régulation positive dépendante des nutriments de l'activité IIS chez les femelles est nécessaire pour atteindre une plus grande taille corporelle dans un contexte riche en protéines

Dans une population mixte de Drosophile larves, l'activité IIS est régulée positivement par la disponibilité des nutriments pour favoriser la croissance (Böhni et al., 1999 Britton et al., 2002 Chen et al., 1996 Fernandez et al., 1995 Grewal, 2009 Teleman, 2010). Nous avons donc examiné les changements dépendants des nutriments de l'activité IIS chez les larves élevées sur 1Y et 2Y (Figure 1E-H). Des études antérieures montrent que des niveaux élevés d'activité IIS répriment les niveaux d'ARNm de plusieurs gènes via le facteur de transcription Forkhead box, sous-groupe O (Foxo FBgn0038197) (Alic et al., 2011 Jünger et al., 2003 Kang et al., 2017 Puig et Tjian, 2005 Zinke et al., 2002). Nous avons donc évalué les niveaux d'ARNm de gènes cibles connus de Foxo InR, brummer (bmm, FBgn0036449), et protéine de liaison au facteur d'initiation eucaryote 4E (4E-BP, FBgn0261560) ensemble pour quantifier l'activité IIS dans chaque sexe et contexte alimentaire, une approche établie pour analyser les gènes corégulés (Blaschke et al., 2013 Hudry et al., 2019). Dans 1118 femelles, les niveaux d'ARNm des gènes cibles de Foxo étaient significativement plus faibles chez les larves élevées en 2 ans que chez les larves élevées en 1 an (figure 1E). Cela suggère que l'activité IIS est significativement plus élevée chez les femelles élevées le 2 ans que chez les femelles élevées le 1 an. Pour confirmer cela, nous avons utilisé la localisation d'une protéine fluorescente verte (GFP) exprimée de manière ubiquitaire fusionnée à un domaine d'homologie de la pleckstrine (PH) (GFP-PH) comme lecture supplémentaire de l'activité IIS. Parce que des niveaux élevés d'activité IIS augmentent le PIP de la membrane plasmique3, et les domaines PH se lient spécifiquement à PIP3, les larves avec une activité IIS élevée montrent une localisation membranaire accrue de la GFP-PH (Britton et al., 2002). Nous avons observé une localisation membranaire significativement plus élevée de la GFP-PH chez les femelles cultivées sur 2Y que chez les larves femelles élevées sur 1Y (Figure 1F). Avec l'augmentation de la répression du gène cible Foxo en 2A, ces données GFP-PH indiquent que les femelles élevées en 2A ont une activité IIS plus élevée que les femelles cultivées en 1A. Chez les mâles, l'ampleur du changement dépendant des nutriments dans les gènes cibles de Foxo était plus faible que chez les femelles (figure 1G), car nous avons détecté une interaction sexe:alimentation significative pour les gènes cibles de Foxo (p = 0,0007 Fichier supplémentaire 1). En effet, il n'y avait pas d'augmentation significative de la localisation de la membrane GFP-PH entre les mâles élevés le 2Y et les mâles élevés le 1Y (Figure 1H). Pris ensemble, ces résultats révèlent une régulation à la hausse de l'activité de l'IIS, jusqu'alors inconnue, en faveur des femmes dans un contexte riche en protéines.

Pour déterminer si une activité IIS accrue est nécessaire chez les femelles pour maximiser la taille corporelle avec un régime riche en protéines, nous avons mesuré le volume des pupes chez les larves hétérozygotes pour une mutation hypomorphe dans le InR gène (InR E19 /+) qui ont été levés soit au 1 an, soit au 2 ans. Des études antérieures ont montré que si la croissance globale est en grande partie normale dans InR E19 /+ chez les animaux hétérozygotes, la croissance qui nécessite des niveaux élevés d'activité IIS est émoussée (Chen et al., 1996 Rideout et al., 2012 Rideout et al., 2015). Dans 1118 femelles témoins, les larves cultivées sur 2Y étaient significativement plus grosses que les larves élevées sur 1Y (Figure 1I) cependant, l'ampleur de cette augmentation protéinique du volume de pupe était plus petite dans InR E19 /+ femelles (Figure 1I interaction génotype:alimentation p<0.0001 Fichier supplémentaire 1). Cela suggère que la plasticité de la taille corporelle dépendante des nutriments a été réduite dans InR E19 /+ femelles. En effet, alors que nous avons observé une différence de sexe dans la plasticité phénotypique dans le 1118 génotype de contrôle (interaction sexe:alimentation p<0.0001 Fichier supplémentaire 1), la différence entre les sexes dans la plasticité de la taille corporelle dépendante des nutriments a été abolie dans le InR E19 /+ génotype (Figure 1I, J interaction sexe:alimentation p = 0,7104 Fichier supplémentaire 1). Ensemble, ces résultats indiquent que la régulation à la hausse dépendante des nutriments de l'activité IIS chez les femelles est nécessaire pour qu'elles atteignent une plus grande taille corporelle dans un contexte riche en protéines, et que la différence entre les sexes dans la plasticité de la taille corporelle découle de la régulation à la hausse de Activité IIS dans un contexte riche en protéines.

dilp2 est nécessaire pour la régulation positive dépendante des nutriments de l'activité IIS et une plus grande taille corporelle chez les femelles élevées avec un régime riche en protéines.

Des études antérieures ont identifié des changements dans la production et la libération de Dilps comme des mécanismes importants sous-jacents aux changements dépendants des nutriments de l'activité IIS et de la taille corporelle (Colombani et al., 2003 Géminard et al., 2009 Zhang et al., 2009). Par exemple, les niveaux d'ARNm de Peptide analogue à l'insuline de la drosophile 3 (dilp3 FBgn0044050) et Peptide analogue à l'insuline de la drosophile 5 (dilp5 FBgn0044048), mais pas dilp2, diminution en réponse au retrait de nutriments (Colombani et al., 2003 Géminard et al., 2009 Ikeya et al., 2002), et la libération de Dilps 2, 3 et 5 des IPC est altérée par des changements dans la disponibilité des nutriments ( Géminard et al., 2009 Kim et Neufeld, 2015). Les niveaux de Dilp2 fluctuent également au cours du développement larvaire (Slaidina et al., 2009). Fait intéressant, une étude récente suggère que les larves femelles du troisième stade larvaire ont augmenté la sécrétion de Dilp2 par rapport aux mâles du même âge lorsque les larves étaient élevées dans un régime équivalent à 2 ans (Rideout et al., 2015). Étant donné que Dilp2 est un important Dilp favorisant la croissance (Grönke et al., 2010 Ikeya et al., 2002), nous avons testé si dilp2 était nécessaire chez les femelles pour la régulation à la hausse dépendante des nutriments de l'activité IIS. En contrôle 1118 femelles, les niveaux d'ARNm des gènes cibles de Foxo étaient significativement plus faibles chez les larves élevées en 2 ans que chez les larves élevées en 1 an (figure 2A), suggérant une augmentation de l'activité IIS dépendante des nutriments. En revanche, les niveaux d'ARNm des gènes cibles de Foxo n'étaient pas significativement inférieurs dans dilp2 les larves femelles mutantes élevées sur 2 ans par rapport aux femelles de génotype correspondant cultivées sur 1 an (figure 2A), ce qui suggère que la perte de dilp2 chez les femelles éliminé l'augmentation dépendante des nutriments de l'activité IIS. L'ampleur de la diminution dépendante des nutriments de l'expression du gène cible de Foxo était plus faible dans 1118 les hommes par rapport à 1118 femelles (Figure 2B, interaction sexe:alimentation p=0,0511 Fichier supplémentaire 1), mais pas dans dilp2 mâles mutants par rapport aux femelles de génotype correspondant (interaction sexe:alimentation p = 0,6754 Fichier supplémentaire 1). Cela indique que dilp2 la perte bloque la régulation positive de l'activité de l'IIS en faveur des femmes dans un régime riche en protéines.

Drosophile le peptide analogue à l'insuline 2 est requis pour la régulation positive dépendante des nutriments de l'activité de la voie de l'insuline et pour l'augmentation de la plasticité de la taille du corps féminin.

(UNE) En contrôle 1118 femelles, taux d'ARNm des cibles Foxo (récepteur d'insuline (InR), brummer (bmm), et protéine de liaison au facteur d'initiation eucaryote 4E (4E-BP)), étaient significativement plus faibles chez les larves cultivées avec un régime riche en protéines (2A) par rapport aux larves élevées avec un régime contenant la moitié des protéines (1A) (p<0,0001 t test). Dans dilp2 femelles mutantes, il n'y avait pas de différence significative dans les niveaux d'ARNm des cibles Foxo chez les larves cultivées le 2 ans par rapport aux larves élevées le 1 an (p = 0,2231 t test). n = 8 répétitions biologiques. (B) En contrôle 1118 et dilp2 mâles mutants, les niveaux d'ARNm des cibles Foxo étaient significativement plus faibles chez les larves cultivées à 2 ans par rapport aux larves élevées à 1 an (p = 0,0066 et p = 0,0023 respectivement t test). n = 7-8 répétitions biologiques cependant, l'ampleur de la réduction de l'expression du gène cible Foxo dans 1118 mâles était plus petit que chez les femelles de génotype correspondant. (C) Le poids des adultes était significativement plus élevé chez les 1118 femelles élevées sur 2 ans par rapport aux mouches cultivées sur 1 an (p<0.0001 ANOVA à deux voies suivie par le test Tukey HSD) cependant, le poids adulte n'était pas significativement différent entre dilp2 femelles mutantes élevées à 2 ans par rapport à 1 an (p = 0,1263 ANOVA à deux facteurs suivie du test Tukey HSD). n = 7-11 groupes de 10 mouches. () Poids adulte sous contrôle 1118 et dilp2 Les mâles mutants n'étaient pas significativement plus élevés chez les mouches élevées à 2 ans par rapport aux mâles élevés à 1 an (p=0,8366 et p=0,8817, respectivement ANOVA bidirectionnelle suivie du test Tukey HSD). Il y avait une interaction sexe:alimentation significative chez le témoin 1118 génotype (p<0.0001), mais pas dans le dilp2 génotype mutant (p = 0,0827 ANOVA bidirectionnelle suivie du test Tukey HSD). n = 10-12 groupes de 10 mouches. (E) Le volume de la pupe était significativement plus élevé chez 1118 les femmes mais pas dans dilp2 femelles mutantes élevées à 2 ans par rapport aux femelles de génotype correspondant cultivées à 1 an (p<0,0001 et p=0,6486 respectivement ANOVA bidirectionnelle suivie du test Tukey HSD). L'ampleur de l'augmentation dépendante des nutriments du volume des pupes était plus élevée chez les 1118 femelles (interaction génotype:alimentation p<0.0001 ANOVA bidirectionnelle suivie du test Tukey HSD). n = 74-171 pupes. (F) Le volume de la pupe était significativement plus élevé chez 1118 les mâles et dilp2 mâles mutants élevés sur 2 ans par rapport aux mâles de génotype correspondant cultivés sur 1 an (p<0,0001 pour les deux génotypes ANOVA bidirectionnelle suivie par le test Tukey HSD). L'ampleur de l'augmentation dépendante des nutriments du volume de la pupe n'était pas différente entre les génotypes (interaction génotype:alimentation p = 0,6891 ANOVA bidirectionnelle suivie du test Tukey HSD). n = 110–135 pupes. (g) Le volume de la nymphe était significativement réduit chez les femelles lors de la précipitation médiée par l'ARNi de dilp2 en 2 ans par rapport aux deux génotypes témoins (p<0.0001 [da>+] et p=0,002 [+>UAS-dilp2-ARNi], respectivement ANOVA bidirectionnelle suivie du test Tukey HSD), mais pas chez les hommes en 2 ans (p<0.0001 [da>+] et 0.9634 [+>UAS-dilp2-ARNi], respectivement ANOVA bidirectionnelle suivie du test Tukey HSD). L'ampleur de l'effet du knockdown médié par l'ARNi de dilp2 sur le volume pupal était plus élevé chez les femelles (interaction sexe:génotype p = 0,003 ANOVA bidirectionnelle suivie du test Tukey HSD). n = 44-59 pupes. Pour tous les graphiques de plasticité de la taille corporelle, les cercles pleins indiquent la taille corporelle moyenne et les lignes pointillées indiquent un intervalle de confiance à 95 %. ** indique p<0.01, **** indique p<0.0001 ns indique des barres d'erreur non significatives indiquent SEM.

Pour déterminer si l'incapacité d'augmenter l'activité IIS sur 2 ans affecte l'augmentation dépendante des nutriments de la taille corporelle des femmes, nous avons mesuré la taille corporelle en 1118 et dilp2 les larves mutantes cultivées sur 1Y ou 2Y. Dans 1118 femelles témoins, le poids adulte était significativement plus élevé chez les mouches cultivées sur 2 ans par rapport aux mouches élevées sur 1 an (figure 2C), cependant, cette augmentation dépendante des nutriments du poids adulte n'a pas été observée chez les femelles témoins. dilp2 femelles mutantes (Figure 2C génotype: interaction avec l'alimentation p = 0,0024 Fichier supplémentaire 1). Dans 1118 contrôler les mâles et dilp2 mâles mutants, il n'y a pas eu d'augmentation significative du poids des adultes chez les mouches élevées sur 2 ans par rapport aux mouches de génotype correspondant cultivées sur 1 ans (Figure 2D génotype: interaction avec l'alimentation p = 0,935 Fichier supplémentaire 1). En effet, contrairement à la différence entre les sexes dans la plasticité de la taille corporelle dépendant des nutriments dans le 1118 génotype (interaction sexe:alimentation p<0.0001 Fichier supplémentaire 1), la différence de sexe dans la plasticité phénotypique a été abolie dans le dilp2 génotype mutant (interaction sexe:alimentation p=0,0827 Fichier supplémentaire 1). Surtout, nous avons reproduit tous ces résultats en utilisant le volume de la nymphe (Figure 2E, F), reproduit les effets spécifiques aux femelles de dilp2 perte en surexprimant globalement une UAS-dilp2-ARNi transgène (Figure 2G), et montrez que dilp2 la perte ne modifie pas le comportement alimentaire (Figure 2 - Figure supplément 1A). Bien que nous n'ayons pas déterminé de différence entre les sexes dans les niveaux circulants de Dilp2 chez les larves avec un marqueur endogène dilp2 allèle en raison de défauts de plasticité de la taille corporelle dans cette souche (Park et al., 2014 Figure 2—supplément de la figure 2A,B), une expérience qu'il sera important de répéter à l'avenir en utilisant d'autres moyens de mesurer le Dilp2 circulant, nous montrons que les changements de tremper Les niveaux d'ARNm chez les mâles et les femelles manquent dilp2 (Figure 2—supplément de la figure 3A, B) et changements dépendants des nutriments tremper Les niveaux d'ARNm (figure 2 - supplément de la figure 4A, B) étaient similaires chez les deux sexes. Ensemble, nos données révèlent une exigence spécifique aux femmes auparavant non reconnue pour dilp2 dans le déclenchement d'une augmentation dépendante des nutriments de l'activité IIS et de la taille corporelle dans un contexte riche en protéines.

Une augmentation dépendante des nutriments rabougri Les niveaux d'ARNm sont nécessaires pour une activité IIS améliorée et une plus grande taille corporelle chez les femelles cultivées dans un régime riche en protéines

Les changements dépendants des nutriments dans la sécrétion de Dilp des IPC, et par conséquent l'activité IIS, sont médiés par des facteurs humoraux qui sont régulés par les nutriments alimentaires (Britton et Edgar, 1998 Delanue et al., 2016 Koyama et Mirth, 2016 Rajan et Perrimon, 2012 Rodenfels et al., 2014 Sano et al., 2015). Par exemple, dans une population de larves mixtes, les protéines alimentaires augmentent les niveaux d'ARNm de Peptides bloquant la croissance 1 et 2 (Gbp1, FBgn0034199 Gbp2, FBgn0034200), CCHamide-2 (CCHa2 FBgn0038147), non apparié 2 (mise à jour2 FBgn0030904), et soleil (Delanoue et al., 2016 Koyama et Mirth, 2016 Rajan et Perrimon, 2012 Sano et al., 2015). Des niveaux accrus de ces facteurs humoraux favorisent la sécrétion de Dilps produits par IPC pour améliorer l'activité et la croissance du SII (Delanoue et al., 2016 Koyama et Mirth, 2016 Meschi et al., 2019 Rajan et Perrimon, 2012 Sano et al., 2015) . Pour déterminer si des facteurs humoraux contribuent à l'augmentation de l'activité IIS en fonction du sexe dans un régime riche en protéines, nous avons examiné les niveaux d'ARNm de chaque facteur chez les larves des deux sexes élevées à 1 an ou 2 ans. Dans 1118 femelles, soleil Les niveaux d'ARNm dans les larves élevées sur 2Y étaient significativement plus élevés que dans les larves cultivées sur 1Y (Figure 3A). En revanche, les niveaux d'ARNm de Gbp1, Gbp2, CCHa2, et mise à jour2 n'étaient pas significativement plus élevés chez les larves femelles élevées sur 2Y par rapport à 1Y (Figure 3B). Ainsi, alors que des études antérieures ont montré que les niveaux d'ARNm de tous les facteurs humoraux étaient sévèrement réduits par un régime pauvre en nutriments ou un sevrage nutritionnel (Delanoue et al., 2016 Koyama et Mirth, 2016 Rajan et Perrimon, 2012 Sano et al., 2015) , notre étude suggère que pour la plupart des facteurs, l'augmentation des protéines alimentaires au-delà d'un niveau largement utilisé n'augmente pas davantage les niveaux d'ARNm. Chez les hommes, il n'y a pas eu d'augmentation significative de soleil Niveaux d'ARNm (Figure 3C), ou tout autre facteur humoral (Figure 3D), chez les larves élevées sur 2Y par rapport à 1Y. Ainsi, il existe une différence sexuelle auparavant non reconnue dans la régulation de soleil Les niveaux d'ARNm dans un contexte riche en protéines, qui, nous le confirmons, conduisent à une différence entre les sexes dans les niveaux de soleil circulant (Figure 3 - supplément de la figure 1A).

Rabougri est nécessaire à la régulation positive, dépendante des nutriments, de l'activité de la voie de l'insuline et à l'augmentation de la plasticité de la taille du corps féminin.

(UNE) Chez les femmes, les niveaux d'ARNm de rabougri (soleil) RA , mais non soleil RB , étaient significativement plus élevés chez les larves cultivées avec un régime riche en protéines (2A) par rapport aux larves élevées avec un régime contenant la moitié des protéines (1A) (p=0,0055 et p=0,2327, respectivement t test). n = 8 répétitions biologiques. (B) niveaux d'ARNm de Peptide bloquant la croissance 1 (Gbp1) étaient significativement différentes chez les femelles élevées en 2 ans par rapport aux femelles élevées en 1 an (p = 0,0245 t test) cependant, les niveaux d'ARNm de Peptide bloquant la croissance 2 (Gbp2), CCHamide-2 (CCHa2), et non apparié 2 (mise à jour2) n'étaient pas significativement différents entre les larves femelles élevées à 1 an et 2 ans (p = 0,0662, 0,1416 et 0,7171, respectivement t test). n = 7 à 8 répétitions biologiques. (C) Chez les hommes, les niveaux d'ARNm de soleil RA et soleil RB n'étaient pas significativement différents chez les larves élevées à 2 ans par rapport aux larves élevées à 1 an (p=0,5832 et p=0,2017, respectivement t test). n = 7 à 8 répétitions biologiques. () Niveaux de Gbp1 et mise à jour2 n'étaient pas significativement différents entre les larves mâles élevées le 2 ans et les larves élevées le 1 an (p=0,1487 et p=0,1686, respectivement t test) alors que les niveaux de Gbp2 et CCHa2 étaient significativement différents entre les hommes élevés en 2 ans et 1 an (p = 0,0214 et p = 0,0272, respectivement t test). n = 7 à 8 répétitions biologiques. (E) En contrôle r4>+, et +>sun-ARNi femelles, taux d'ARNm des cibles Foxo (récepteur d'insuline (InR), brummer (bmm), et protéine de liaison au facteur d'initiation eucaryote 4E (4E-BP)), étaient significativement plus faibles chez les larves cultivées sur 2 ans par rapport aux larves élevées sur 1 an (p<0,0001, pour les deux comparaisons t test). Cependant, dans r4>sun-ARNi femmes, il n'y avait pas de différence significative dans les niveaux d'ARNm cible de Foxo (p = 0,2792 t test). n = 8 répétitions biologiques. (F) En contrôle r4>+, et +>sun-ARNi mâles, les niveaux d'ARNm des cibles Foxo étaient significativement plus faibles chez les larves cultivées le 2 ans par rapport aux larves élevées le 1 an (p<0,0001 et p=0,0001, respectivement t test). Tandis que r4>sun-ARNi les hommes n'ont montré aucune différence significative dans les niveaux d'ARNm cible de Foxo (p = 0,2469 t test), il n'y avait pas d'interaction génotype:alimentation chez les mâles (p = 0,1068), ce qui suggère que le génotype n'a eu aucun impact sur les gènes cibles de Foxo. Il est important de noter qu'il y a eu une interaction significative entre le sexe et l'alimentation pour les niveaux d'ARNm cible de Foxo dans les deux r4>+ contrôle (p=0,0166 ANOVA bidirectionnelle suivie du test Tukey HSD) et +>sun-ARNi contrôle (p = 0,0119 ANOVA bidirectionnelle suivie du test Tukey HSD), mais pas dans r4>sun-ARNi larves (p = 0,1121 ANOVA bidirectionnelle suivie du test Tukey HSD). n = 7 à 8 répétitions biologiques. (g) Le poids des adultes était significativement plus élevé chez les mouches femelles élevées en 2 ans par rapport aux femelles élevées en 1 an en r4>+ et +>UAS-soleil-ARNi témoins (p<0.0001 pour les deux génotypes ANOVA bidirectionnelle suivie par le test Tukey HSD) cependant, le poids adulte n'était pas significativement différent entre r4>UAS-soleil-ARNi femelles élevées à 2 ans par rapport aux femelles de génotype appariées élevées à 1 an (p = 0,5035 ANOVA à deux facteurs suivie d'un test Tukey HSD). n = 7-10 groupes de 10 mouches. (H) Le poids des adultes n'était pas significativement plus élevé chez les mouches mâles élevées en 2 ans par rapport aux mâles cultivés en 1 an pour r4>+ et +>UAS-soleil-ARNi contrôles ou r4>UAS-soleil-ARNi mâles (p = 0,8883, 0,6317 et 0,554, respectivement ANOVA bidirectionnelle suivie du test Tukey HSD). Il y avait une interaction sexe:alimentation significative dans le r4>+ et +>UAS-soleil-ARNi génotypes témoins (p=0,011 et p=0,0005, respectivement ANOVA bidirectionnelle suivie du test Tukey HSD), mais pas d'interaction sexe:alimentation dans le r4>UAS-soleil-ARNi génotype (p=0,8749 ANOVA bidirectionnelle suivie du test Tukey HSD). n = 6-9 groupes de 10 mouches. Pour tous les graphiques de plasticité de la taille corporelle, les cercles pleins indiquent la taille corporelle moyenne et les lignes pointillées indiquent un intervalle de confiance à 95 %. * indique p<0.05, ** indique p<0.01, *** indique p<0.001 **** indique p<0.0001 ns indique des barres d'erreur non significatives indiquent SEM.

Étant donné qu'une série complète d'expériences génétiques, moléculaires et de co-culture d'organes ont établi que Sun favorise l'activité IIS en améliorant la sécrétion de Dilp2 (Delanoue et al., 2016), nous avons émis l'hypothèse que l'augmentation spécifique de la femelle soleil Les niveaux d'ARNm dans 2Y déclenchent la régulation positive dépendante des nutriments de l'activité IIS chez les femelles. Pour tester cela, nous avons surexprimé UAS-soleil-ARNi dans le corps adipeux larvaire en utilisant r4-GAL4, et cultivé les animaux sur 1Y ou 2Y. Surtout, la surexpression de la UAS-soleil-ARNi transgène a considérablement diminué soleil Niveaux d'ARNm chez les deux sexes (figure 3 - supplément de la figure 2A, B), où l'expression de GAL4 était similaire entre les sexes en 1Y et 2Y (figure 3 - supplément de la figure 2C). En contrôle r4>+ et +>UAS-soleil-ARNi femelles, nous avons observé une diminution significative de l'expression du gène cible Foxo chez les larves cultivées sur 2Y par rapport aux larves de génotype correspondant élevées sur 1Y (Figure 3E). En revanche, la diminution dépendante des nutriments de l'expression du gène cible de Foxo était absente dans r4>UAS-soleil-ARNi femelles (Figure 3E alimentation : interaction génotype p<0.0001 Fichier supplémentaire 1), suggérant soleil est nécessaire chez les femelles pour l'augmentation dépendante des nutriments de l'activité IIS. Chez les mâles, l'ampleur de la diminution dépendante des nutriments de l'expression du gène cible Foxo était plus faible que chez les femelles de génotype correspondant pour le r4>+ et +>UAS-soleil-ARNi souches témoins (p=0,0166 [r4>+] p=0,0119 [+>UAS-soleil-ARNi] Fichier supplémentaire 1), mais pas dans le r4>UAS-soleil-ARNi (Figure 3F) (interaction sexe:alimentation p = 0,1121 [r4>UAS-soleil-ARNi] Fichier supplémentaire 1). Il est important de noter que l'absence d'interaction régime : génotype chez les mâles indique qu'il n'y a eu aucun effet du génotype sur l'expression du gène cible de Foxo (p = 0,1068 Fichier supplémentaire 1). Ensemble, ces données suggèrent que chez les femmes, un régime riche en protéines stimule une augmentation dépendante des nutriments soleil ARNm qui favorise l'activité IIS. Chez les hommes, le régime 2A n'a pas augmenté soleil Les niveaux d'ARNm, suggérant une raison de l'augmentation de l'activité IIS en faveur des femmes dans un régime riche en protéines.

Nous avons ensuite demandé si l'augmentation spécifique aux femmes soleil L'ARNm et son impact sur l'activité IIS contribuent à l'augmentation dépendante des nutriments de la taille du corps féminin dans un contexte riche en protéines. Dans r4>+ et +>UAS-soleil-ARNi femelles témoins, le poids adulte était significativement plus élevé chez les mouches cultivées sur 2 ans par rapport aux mouches de génotype correspondant élevées sur 1 ans (figure 3G). En revanche, l'augmentation dépendante des nutriments du poids adulte a été abolie dans r4>UAS-soleil-ARNi femelles (Figure 3G interaction génotype:alimentation p = 0,0014 Fichier supplémentaire 1). Cela indique r4>UAS-soleil-ARNi les femelles ont une plasticité de la taille corporelle dépendant des nutriments réduite, une constatation qui ne peut pas être expliquée par des changements dans le comportement alimentaire (figure 3 – supplément de la figure 3A). Dans r4>+, +>UAS-soleil-ARNi, et r4>UAS-soleil-ARNi mouches mâles élevées à 2 ans, le poids adulte n'était pas significativement plus élevé que chez les mâles de génotype correspondant élevés à 1 an (Figure 3H interaction génotype:alimentation p = 0,9278 Fichier supplémentaire 1). Il est important de noter que contrairement à la différence entre les sexes dans la plasticité de la taille corporelle dépendante des nutriments que nous avons observée dans le r4>+ et +>UAS-soleil-ARNi génotypes de contrôle (interaction sexe:alimentation p=0,011 et p=0,0005, respectivement Fichier supplémentaire 1), la différence de sexe dans la plasticité phénotypique a été abolie dans le r4>UAS-soleil-ARNi génotype (interaction sexe:alimentation p = 0,8749 Fichier supplémentaire 1), résultats que nous avons reproduits à l'aide du volume nymphal (Figure 3 - supplément de la figure 4A, B). Bien que nous n'ayons observé aucun effet de plasticité phénotypique chez les larves avec une perte de récepteur solaire dans tout le corps, panneuronale ou IPC Mathusalem (mois Fbgn0023000 Delanue et al., 2016 Figure 3—supplément de la figure 5A–F), probablement en raison de l'utilisation de différents dilp2-GAL4 lignées, une variation mineure des conditions d'élevage et des défauts de plasticité spécifiques au sexe dans le dilp2-GAL4 souche, nous avons reproduit les effets spécifiques aux femelles de soleil réduction de la taille du corps à l'aide d'une ligne GAL4 supplémentaire pour le corps gras (figure 3 - supplément de la figure 6A). De plus, nous montrons que ce rôle pour soleil dans la médiation de l'augmentation dépendante des nutriments de la taille du corps féminin dans un contexte riche en protéines est unique à soleil, car aucun autre facteur humoral n'a causé d'effets spécifiques au sexe sur la taille corporelle (Figure 3—supplément de la figure 6B,C).

Nos données suggèrent un modèle dans lequel l'augmentation dépendante des nutriments soleil Les niveaux d'ARNm sont une raison importante pour laquelle les femelles élevées dans un contexte riche en protéines ont une plus grande taille corporelle. Pour déterminer si l'augmentation soleil Les niveaux d'ARNm pourraient augmenter la taille du corps, nous avons surexprimé soleil spécifiquement dans le corps adipeux des larves de chaque sexe élevées en 1A et 2A. Nous avons trouvé ce corps gras soleil la surexpression était suffisante pour augmenter la taille corporelle chez les deux sexes, à la fois dans les régimes 1Y et 2Y (Figure 3 - Figure supplément 7A, B). Cela démontre que l'augmentation soleil Les niveaux d'ARNm sont suffisants pour augmenter la taille du corps dans ces contextes. Bien que ce résultat contraste avec les données d'une étude précédente utilisant un régime alimentaire différent et un groupe expérimental mixte (Delanoue et al., 2016), lorsque nous avons répliqué leurs conditions expérimentales, nous avons constaté une augmentation significative de la taille corporelle qui a été masquée par la mise en commun des données. des mâles et des femelles (Figure 3—supplément de la figure 8A,B). Ensemble, ces données soutiennent un modèle dans lequel l'augmentation de la masse grasse corporelle soleil Les niveaux d'ARNm augmentent la taille corporelle dans de multiples contextes nutritionnels, un effet qui était auparavant négligé en raison de la variation mineure entre les régimes alimentaires de laboratoire et de l'utilisation d'un groupe expérimental mixte. Il est important de noter, cependant, que malgré la plus grande taille du corps de soleil-surexprimant les mâles et les femelles, la plasticité phénotypique n'était pas augmentée dans le soleil- surexprimant les larves (Figure 3 - figure supplément 7A, B alimentation : interaction génotype p=0,4959 et p=0,0895, respectivement Fichier supplémentaire 1). Ceci est probablement dû au fait que l'augmentation dépendante des nutriments soleil Les niveaux d'ARNm étaient encore absents dans le contexte de soleil surexpression chez les hommes (figure 3 - supplément de la figure 8C), comme le suggère notre modèle, c'est la capacité de réguler à la hausse soleil ARNm en réponse aux protéines alimentaires, plutôt qu'absolu soleil Les niveaux d'ARNm, qui permettent aux femelles élevées avec un régime riche en protéines d'atteindre une plus grande taille corporelle.

Gène de détermination du sexe transformateur favorise la plasticité de la taille corporelle dépendante des nutriments chez les femmes

Pour acquérir une compréhension plus complète de la différence entre les sexes dans la plasticité phénotypique, nous voulions identifier les facteurs génétiques chez les femelles qui confèrent la capacité de réguler positivement soleil niveaux d'ARNm en réponse aux protéines alimentaires. Un candidat était le gène de détermination du sexe tra, comme tra a déjà été trouvé pour avoir un impact sur l'activité IIS et la taille corporelle dans un régime équivalent à 2 ans (Rideout et al., 2015 Mathews et al., 2017). Ainsi, nous avons réalisé des études de perte et de gain de fonction avec tra et suivi des évolutions de l'activité IIS, soleil ARNm et taille corporelle dans les régimes 1A et 2A. En contrôle 1118 femelles, l'expression du gène cible Foxo était significativement plus faible chez les larves élevées à 2 ans par rapport aux larves cultivées à 1 an (figure 4A), cependant, cette diminution dépendante des nutriments de l'expression du gène cible Foxo a été abolie dans tra femelles mutantes (tra 1 /Df(3L)st-j7) (Figure 4A alimentation : interaction génotype p = 0,0081 Fichier supplémentaire 1). De même, alors que soleil niveaux d'ARNm dans 1118 les femelles témoins étaient significativement plus élevées chez les larves élevées sur 2Y par rapport à 1Y (Figure 4B), cette augmentation dépendante des nutriments dans soleil les niveaux d'ARNm étaient absents dans tra femelles mutantes (Figure 4B). Cela indique que tra est nécessaire chez les femelles pour l'augmentation dépendante des nutriments soleil Niveaux d'ARNm et activité IIS dans un contexte riche en protéines.

Gène de détermination du sexe transformateur (tra) régule l'augmentation de la plasticité de la taille corporelle dépendante des nutriments chez les femelles.

(UNE) En contrôle 1118 femelles, taux d'ARNm des cibles Foxo (récepteur d'insuline (InR), brummer (bmm), et protéine de liaison au facteur d'initiation eucaryote 4E (4E-BP)), étaient significativement plus faibles chez les larves cultivées avec un régime riche en protéines (2A) par rapport aux larves élevées avec un régime contenant la moitié des protéines (1A) (p=0,0057 t test). Dans tra mutant (tra 1 /Df(3L)st-j7) femelles, il n'y avait pas de différence significative dans les niveaux d'ARNm des cibles Foxo chez les larves cultivées le 2 ans par rapport aux larves élevées le 1 an (p = 0,2291 t test). n = 8 répétitions biologiques. (B) Chez les femelles témoins, les niveaux d'ARNm de soleil RA étaient significativement plus élevés chez les larves cultivées le 2 ans par rapport aux larves élevées le 1 an (p = 0,0011 t test) cependant, dans tra 1 /Df(3L)st-j7 femmes, il n'y avait pas de différence significative dans soleil RA Niveaux d'ARNm entre les larves cultivées à 2 ans par rapport aux larves élevées à 1 an (p = 0,1644 t test). n = 8 répétitions biologiques. (C) Le poids des adultes était significativement plus élevé chez les 1118 femelles élevées sur 2 ans par rapport aux femelles élevées sur 1 an (p<0.0001 ANOVA à deux facteurs suivie par le test Tukey HSD) cependant, il n'y avait pas de différence significative dans le poids adulte entre tra 1 /Df(3L)st-j7 femelles cultivées à 2 ans par rapport aux femelles de génotype appariées élevées à 1 an (p = 0,9617 ANOVA à deux facteurs suivie d'un test Tukey HSD). n = 7-8 groupes de 10 mouches. () Le poids des adultes n'était pas significativement plus élevé dans les deux 1118 contrôler ou tra 1 /Df(3L)st-j7 mâles mutants chez les mouches élevées à 2 ans par rapport aux mâles élevés à 1 an (p=0,7808 et p=0,9983, respectivement ANOVA à deux facteurs suivie du test Tukey HSD). Il y avait une interaction sexe:alimentation significative dans le 1118 génotype de contrôle (p<0.0001 ANOVA à deux facteurs suivi du test Tukey HSD) cependant, il n'y avait pas d'interaction sexe:alimentation dans le tra 1 /Df(3L)st-j7 génotype (p=0,6598 ANOVA bidirectionnelle suivie du test Tukey HSD). n = 6-8 groupes de 10 mouches. (E) En contrôle d>+, et +>tra F mâles, les niveaux d'ARNm des cibles Foxo étaient significativement plus élevés chez les larves cultivées à 2 ans par rapport aux larves élevées à 1 an avec un régime contenant la moitié de la teneur en protéines (1 an) (p=0,0108 et p<0,0001, respectivement t test). Cependant, dans da>tra F mâles, il y avait une diminution significative des niveaux d'ARNm cible de Foxo (p<0.0001 Student's t test). n = 8 répétitions biologiques. Il est important de noter qu'il y a eu une interaction significative entre le sexe et l'alimentation pour les niveaux d'ARNm cible de Foxo dans les deux d>+ contrôle (p = 0,0004 ANOVA bidirectionnelle suivie du test Tukey HSD) et +>tra F contrôle (p<0.0001 ANOVA bidirectionnelle suivi du test Tukey HSD), mais pas dans da>tra F larves (p=0,3095 ANOVA bidirectionnelle suivie du test Tukey HSD). n = 7 à 8 répétitions biologiques. (F) En contrôle d>+ et +>UAS-tra F les mâles, les niveaux d'ARNm de soleil RA n'étaient pas significativement différents entre les larves cultivées le 2 ans et les larves élevées le 1 an (p=0,2064 et p=0,0711, respectivement t test). En revanche, da>UAS-tra F les mâles ont montré une augmentation significative des niveaux d'ARNm de soleil RA chez les larves élevées en 2 ans par rapport aux mâles élevés en 1 an (p = 0,0013 t test). n = 6 à 8 répétitions biologiques. (g) Le poids des adultes n'était pas significativement plus élevé da>+ et +>UAS-tra F mâles témoins élevés sur 2 ans par rapport aux mouches mâles du même génotype cultivées sur 1 an (p=0,5186 et p=0,8858, respectivement ANOVA à deux voies suivie par le test Tukey HSD) cependant, il y avait une augmentation significative du poids adulte entre da>UAS-tra F mâles cultivés sur 2 ans par rapport à des mouches de génotype appariées élevées sur 1 an (p<0.0001 ANOVA à deux facteurs suivie d'un test Tukey HSD). n = 7-8 groupes de 10 mouches. (H) Le poids des adultes était significativement plus élevé chez les r4-GAL4 contrôler les mâles avec tra F K-IN , qui expriment les niveaux physiologiques d'une protéine Tra fonctionnelle, lorsqu'ils sont élevés sur 2Y par rapport à 1Y ((p<0.0001 [r4,Df(3L)st-j7/tra F K-IN ]) ANOVA bidirectionnelle suivie du test Tukey HSD). En revanche, l'augmentation dépendante des nutriments du poids adulte a été abolie lors de l'élimination de la graisse corporelle de soleil dans un tra F K-IN mâle ((p=0,9915 [UAS-soleil-ARNi/+r4,Df(3L)st-j7/tra F K-IN ]) ANOVA bidirectionnelle suivie du test Tukey HSD). Le poids des adultes n'était pas différent dans tra mutant r4-GAL4 mâles (r4,Df(3L)st-j7/tra KO ) élevés à 2 ans par rapport à des mâles de génotype correspondant cultivés à 1 an (p = 0,9980 ANOVA à deux facteurs suivie d'un test Tukey HSD). Le poids de l'adulte n'a pas été réduit en 1 an avec une perte de poids corporel de soleil dans un tra mâle mutant ((UAS-sun-RNAi/+r4,Df(3L)st-j7/tra KO ) (p=0,9998 [UAS-sun-RNAi/+r4,Df(3L)st-j7/tra KO v r4,Df(3L)st-j7/tra KO ]) ANOVA bidirectionnelle suivie du test Tukey HSD). n = 9-11 groupes de 10 mouches. Pour tous les graphiques de plasticité de la taille corporelle, les cercles pleins indiquent la taille corporelle moyenne et les lignes pointillées indiquent un intervalle de confiance à 95 %. * indique p<0.05, ** indique p<0.01, **** indique p<0.0001 ns indique des barres d'erreur non significatives indiquent SEM.

Pour déterminer si le manque de tra a également un impact sur la plasticité de la taille corporelle dépendante des nutriments, nous avons mesuré la taille corporelle en 1118 contrôles et tra mutants élevés en 1Y et 2Y. En contrôle 1118 femelles, le poids adulte était significativement plus élevé chez les mouches élevées sur 2 ans par rapport aux mouches cultivées sur 1 an (figure 4C), cependant, cette augmentation dépendante des nutriments du poids adulte a été bloquée dans tra femelles mutantes (figure 4C génotype: interaction avec l'alimentation p & lt0.0001 fichier supplémentaire 1), une découverte que nous avons reproduite à l'aide du volume de pupe (figure 4 - figure supplément 1A). Étant donné que nous avons confirmé ce résultat en utilisant un tra allèle mutant (tra KO ) (Hudry et al., 2016 Figure 4—figure supplément 1B), et que ce résultat ne peut pas être expliqué par des changements dans l'apport alimentaire (figure 4—figure supplément 1C), cela indique que tra les femelles mutantes ont une plasticité de la taille corporelle dépendante des nutriments réduite par rapport aux femelles témoins (interaction génotype:régime p<0.0001 [tra 1 /Df(3L)st-j7] p<0.0001 [tra KO ] Fichier supplémentaire 1). En contrôle 1118 et tra mâles mutants, le poids adulte n'était pas significativement plus élevé chez les mouches élevées à 2 ans par rapport aux mouches de génotype correspondant élevées à 1 an (figure 4D génotype: interaction avec l'alimentation p = 0,4507, fichier supplémentaire 1). Étant donné que nous avons observé une différence entre les sexes dans la plasticité de la taille corporelle dépendante des nutriments dans le 1118 génotype (interaction sexe:alimentation p<0.0001 Fichier supplémentaire 1), mais pas dans le tra souches mutantes (interaction sexe:alimentation p=0,6598 [tra 1 /Df(3L)st-j7] p=0.5068 [tra KO ] Fichier supplémentaire 1), les résultats que nous avons répliqués avec le volume de la nymphose (Figure 4—supplément de la figure 1D,E), nos données révèlent une exigence auparavant non reconnue pour tra dans la régulation de la différence entre les sexes dans la plasticité phénotypique dépendante des nutriments. Pour déterminer si tra affecte la plasticité phénotypique via la régulation de soleil, nous avons surexprimé soleil dans le corps gras de tra femelles mutantes. Nous avons constaté que la taille réduite du corps tra des femelles mutantes de 2 ans ont été sauvées par un corps gras soleil surexpression (Figure 4 - supplément de la figure 2A). Cela prend en charge un modèle dans lequel la plus petite taille du corps de tra femelles mutantes élevées en 2A était due au moins en partie à soleil niveaux d'ARNm.

Pour déterminer si l'absence d'une protéine Tra fonctionnelle chez les mâles explique leur plasticité réduite de la taille corporelle dépendante des nutriments, nous avons surexprimé UAS-tra F dans tous les tissus en utilisant sans fille (da)-GAL4. Nous avons d'abord demandé si la surexpression de Tra avait un impact sur la régulation dépendante des nutriments de soleil ARNm et activité IIS. En contrôle d>+ et +>UAS-tra F mâles, il n'y avait pas de diminution significative de l'expression du gène cible Foxo chez les larves élevées en 2 ans par rapport aux larves élevées en 1 an (figure 4E). Dans da>UAS-tra F les mâles, cependant, il y avait une diminution significative dépendante des nutriments des niveaux d'ARNm des gènes cibles de Foxo (Figure 4E). Étant donné que nous avons observé une interaction significative entre le régime alimentaire et le génotype (p<0.0001 Fichier supplémentaire 1), l'ampleur de l'augmentation dépendante des nutriments de l'activité IIS dans le da>UAS-tra F le génotype était plus grand que chez les mâles témoins. De même, alors que soleil Niveaux d'ARNm sous contrôle d>+ et +>UAS-tra F les mâles n'étaient pas significativement différents chez les larves élevées sur 2 ans par rapport aux larves élevées sur 1 an (figure 4F), il y avait une augmentation dépendante des nutriments dans soleil niveaux d'ARNm dans da>UAS-tra F mâles (figure 4F). Dans d>+, +>UAS-tra F , et da>UAS-tra F femelles, nous avons observé une diminution significative de l'expression du gène cible Foxo, et une augmentation significative de soleil Niveaux d'ARNm (Figure 4 - supplément de la figure 3A, B). Ainsi, la présence d'une protéine Tra fonctionnelle chez les mâles confère la capacité de réguler positivement soleil les niveaux d'ARNm et l'activité IIS, révélant que le manque de Tra chez les mâles normaux explique l'absence d'une augmentation dépendante des nutriments dans soleil ARNm et activité IIS.

Nous avons ensuite testé si la présence d'une protéine Tra fonctionnelle chez les hommes augmenterait la plasticité de la taille corporelle dépendante des nutriments. Nous avons observé une augmentation significative du poids adulte entre da>UAS-tra F mâles élevés à 2 ans par rapport aux mâles de génotype apparié élevés à 1 an (Figure 4G interaction génotype:alimentation p = 0,0038 Fichier supplémentaire 1). Cette augmentation dépendante des nutriments n'était présente dans aucun des témoins d>+ ou +>UAS-tra F mâles (Figure 4G), une constatation que nous avons reproduite en utilisant le volume de la nymphose (Figure 4 - supplément de la figure 3C). Parce qu'une étude a suggéré que des niveaux élevés d'expression de Tra peuvent entraîner la létalité (Siera et Cline, 2008), nous avons répété l'expérience en utilisant des mâles d'une souche de mouches récemment publiée dans laquelle les mouches portent un ADNc codant pour la protéine Tra spécifique à la femelle enfoncée dans le tra lieu (tra F K-IN ). Ces mâles expriment Tra à un niveau physiologique (Hudry et al., 2019). Comme avec da>UAS-tra F mâles, nous avons trouvé tra F K-IN les mâles avaient une plasticité de la taille corporelle dépendant des nutriments accrue par rapport aux témoins 1118 les mâles et tra KO mâles (Figure 4 - Supplément de la figure 3D interaction génotype:alimentation p<0.0001 Fichier supplémentaire 1). Ainsi, les mâles exprimant une protéine Tra fonctionnelle ont une plasticité phénotypique accrue par rapport aux mâles témoins, révélant un nouveau rôle pour tra en conférant la capacité d'ajuster la taille du corps en réponse à un régime riche en protéines. Chez les femelles, nous avons observé une augmentation significative à la fois du poids des adultes et du volume des pupes chez les d>+, +>UAS-tra F , et da>UAS-tra F mouches élevées avec le régime 2Y par rapport aux femelles de génotype correspondant cultivées avec le régime 1Y (Figure 4—supplément de la figure 3E,F) cependant, l'absence d'une interaction génotype:régime significative indique que la plasticité phénotypique dans da>UAS-tra F n'était pas différent des témoins (p=0,5912 Fichier supplémentaire 1), les résultats que nous avons reproduits avec le tra F K-IN allèle (Figure 4 - Supplément de la figure 3G génotype : interaction avec l'alimentation p<0.0001 Fichier supplémentaire 1). Il est important de noter que la différence entre les sexes dans la plasticité de la taille corporelle dépendante des nutriments que nous avons observée dans le 1118 le génotype de contrôle (interaction sexe:alimentation p<0.0001 Fichier supplémentaire 1) a été aboli entre tra F K-IN mâles et leurs femelles génotypées (p=0,3168 Fichier supplémentaire 1). Pour déterminer si la régulation à la hausse dépendante des nutriments de soleil L'ARNm était nécessaire pour que Tra améliore la taille du corps masculin dans un contexte riche en protéines, nous avons surexprimé le UAS-soleil-ARNi transgène dans le corps gras de tra F K-IN mâles. Nous avons constaté que la taille corporelle dépendante des nutriments augmente dans tra F K-IN les mâles étaient bloqués chez les mâles avec un corps gras soleil perte (figure 4H), un résultat que nous avons reproduit dans tra F K-IN femelles (Figure 4—supplément de la figure 3H). Cela indique que la régulation à la hausse dépendante des nutriments de soleil L'ARNm des larves avec une protéine Tra fonctionnelle est requis pour la plasticité phénotypique. Ensemble, ces données démontrent un nouveau rôle pour Tra dans la régulation de la différence entre les sexes dans la plasticité de la taille corporelle dépendante des nutriments, et identifient le corps gras. soleil comme un facteur en aval qui médie les effets de Tra sur la plasticité phénotypique.

Coactivateur transcriptionnel spargel représente un lien entre le transformateur et la régulation de soleil niveaux d'ARNm

Alors que le gène de la détermination du sexe tra impacte la différenciation sexuelle via la régulation de gènes cibles confirmés doublesexe (dsx FBgn0000504) et infructueux (fru FBgn0004652), ni dsx ni fru affecter la taille corporelle (Rideout et al., 2015). Étant donné le rôle clé de soleil en médiant l'augmentation dépendante des nutriments de la taille corporelle en aval de Tra, nous voulions identifier le lien entre Tra et la régulation de soleil niveaux d'ARNm. Des études antérieures montrent que le coactivateur transcriptionnel spargel (srl, FBgn0037248), le Drosophile homologue de coactivateur gamma 1-alpha du récepteur activé par les proliférateurs de peroxysomes (PGC-1α) (Tiefenböck et al., 2010), coordonnées soleil Taux d'ARNm avec des protéines alimentaires (Delanoue et al., 2016). Pour tester si Srl médie la différence entre les sexes dans la régulation positive dépendante des nutriments de soleil niveaux d'ARNm, nous avons examiné les niveaux d'ARNm de soleil chez les larves femelles hétérozygotes pour un fort allèle hypomorphe de srl (srl 1 /+) (Tiefenböck et al., 2010). Chez les femelles, nous avons constaté que la régulation à la hausse dépendante des nutriments de soleil niveaux d'ARNm dans 1118 les larves témoins ont été émoussées dans srl 1 /+ larves (Figure 5A alimentation : interaction génotype p<0.0001 Fichier supplémentaire 1). Pour déterminer si une augmentation plus faible, dépendante des nutriments, de soleil Les niveaux d'ARNm affectent la capacité de srl 1 /+ larves pour atteindre une plus grande taille corporelle dans un contexte riche en protéines, nous avons élevé srl 1 /+ larves sur 1Y et 2Y. Alors que nous avons confirmé que srl 1 /+ les larves n'ont pas de défauts de développement généralisés, car il n'y a pas eu de diminution de la taille corporelle chez srl 1 /+ des larves femelles ou mâles élevées sur 1Y (Figure 5B,C), nous avons montré que l'augmentation dépendante des nutriments de la taille corporelle dans srl 1 /+ les femelles ont été éliminées (Figure 5B). Étant donné que le poids des adultes était significativement plus élevé chez les témoins 1118 femelles élevées à 2 ans par rapport aux femelles de génotype correspondant cultivées à 1 an (figure 5B), cela indique que srl 1 /+ les femelles ont une plasticité réduite de la taille corporelle dépendante des nutriments (interaction génotype:alimentation p<0.0001 Fichier supplémentaire 1). En contrôle 1118 et srl 1 /+ mâles, le poids adulte n'était pas significativement plus élevé chez les mouches élevées sur 2 ans par rapport aux mouches de génotype appariées élevées sur 1 an (Figure 5C interaction génotype:alimentation p = 0,8323). Ce résultat suggère que Srl médie la régulation positive dépendante des nutriments de soleil Niveaux d'ARNm et augmentation de la plasticité de la taille corporelle dépendante des nutriments chez les larves femelles dans un contexte riche en protéines, où les futures études devront déterminer si Srl a également un impact sur la différence de sexe dans le soleil circulant. En effet, alors que le soleil est également régulé au niveau de la sécrétion par la signalisation de la cible de rapamycine (TOR) du corps adipeux (Delanoue et al., 2016), nous n'avons trouvé aucune différence entre les sexes dans l'activité TOR du corps adipeux en 1 an ou en 2 ans (figure 5—supplément de la figure 1A–D). Étant donné que l'activité de TOR n'affecte pas soleil niveaux d'ARNm (Delanoue et al., 2016), que nous confirmons (Figure 5 - supplément de la figure 1E), nos données indiquent que la différence entre les sexes dans la régulation positive dépendante des nutriments de soleil Les niveaux d'ARNm sont dus à Srl et non à TOR. Cela correspond à notre conclusion précédente selon laquelle le traitement des larves avec l'inhibiteur de TOR Rapamycin n'a pas causé d'effets sexués sur la croissance larvaire (Rideout et al., 2015).

Gène de détermination du sexe transformateur (tra) nécessite un coactivateur transcriptionnel spargel (srl) pour une augmentation de la plasticité de la taille corporelle dépendante des nutriments chez les femelles.

(UNE) En contrôle 1118 femelles et femelles avec une perte hétérozygote de srl (srl 1 /+), les niveaux d'ARNm de soleil RA étaient significativement plus élevés chez les larves cultivées avec un régime riche en protéines (2 ans) par rapport aux larves élevées avec un régime contenant la moitié des protéines (1 an) (p<0,0001 et p=0,0301 t test) cependant, il y avait une interaction génotype:régime significative indiquant que la régulation à la hausse dépendant des protéines de soleil RA a été émoussé dans srl 1 /+ femelles (p<0.0001 ANOVA à deux facteurs suivi du test Tukey HSD). n = 7 à 8 répétitions biologiques. (B) Le poids des adultes était significativement plus élevé chez les 1118 femelles élevées sur 2 ans par rapport aux femelles élevées sur 1 an (p<0.0001 ANOVA à deux facteurs suivie par le test Tukey HSD) cependant, il n'y avait pas de différence significative dans le poids adulte entre srl 1 /+ femelles cultivées à 2 ans par rapport à des femelles de génotype appariées élevées à 1 an (p>0,9999 ANOVA bidirectionnelle suivie d'un test Tukey HSD). n = 5 à 7 groupes de 10 mouches. (C) Le poids des adultes n'était pas significativement plus élevé dans les deux 1118 contrôler ou srl 1 /+ mâles mutants chez les mouches élevées à 2 ans par rapport aux mâles élevés à 1 an (p=0.9906 et p>0.9999, respectivement ANOVA bidirectionnelle suivie du test Tukey HSD). n = 4 à 5 groupes de 10 mouches. () niveaux d'ARNm de soleil RA n'étaient pas significativement différents dans da>tra F mâles avec une perte hétérozygote de srl (UAS-tra F /+da-GAL4/srl 1 ) cultivés à 1 an par rapport aux mâles appariés de génotype cultivés à 2 ans (p = 0,1405 Student’s t test). n = 8 répétitions biologiques. (E) En contrôle da>tra F mâles avec une perte hétérozygote de srl, les niveaux d'ARNm des cibles Foxo (récepteur d'insuline (InR), brummer (bmm), et protéine de liaison au facteur d'initiation eucaryote 4E (4E-BP)), étaient significativement plus élevées chez les larves cultivées le 2 ans par rapport aux larves élevées le 1 an (p = 0,0266 t test). n = 8 répétitions biologiques. (F) Le poids des adultes était plus élevé chez da>UAS-tra F mâles élevés à 2 ans par rapport à da>UAS-tra F mâles élevés sur 1 an (p<0.0001 ANOVA à deux facteurs suivi du test Tukey HSD). En revanche, l'augmentation dépendante des nutriments du poids adulte a été abolie dans da>UAS-tra F mâles hétérozygotes pour srl 1 (p=0,2811 ANOVA bidirectionnelle suivie du test Tukey HSD). n = 6-8 groupes de 10 mouches. (g) Le poids des adultes était plus élevé chez da>UAS-tra F femelles élevées à 2 ans par rapport à da>UAS-tra F femelles élevées sur 1 an (p<0,0001 ANOVA à deux facteurs suivie du test Tukey HSD). En revanche, l'augmentation dépendante des nutriments du poids adulte était absente dans da>UAS-tra F femelles hétérozygotes pour srl 1 (p = 0,2927 ANOVA bidirectionnelle suivie du test Tukey HSD). n = 6-7 groupes de 10 mouches. Pour tous les graphiques de plasticité de la taille corporelle, les cercles pleins indiquent la taille corporelle moyenne et les lignes pointillées indiquent un intervalle de confiance à 95 %. * indique p<0.05, **** indique p<0.0001 ns indique des barres d'erreur non significatives indiquent SEM.

Pour déterminer si Srl intervient dans la régulation Tra-dépendante de soleil niveaux d'ARNm, nous avons mesuré soleil Taux d'ARNm chez les mâles avec expression ectopique de Tra (da>UAS-tra F ). Tandis que da>UAS-tra F les mâles montrent une régulation à la hausse significative dépendant des nutriments de soleil taux d'ARNm par rapport à d>+ et +>UAS-tra F mâles témoins (figure 4F), nous avons constaté que soleil Les niveaux d'ARNm n'étaient plus plus élevés dans da>UAS-tra F mâles hétérozygotes pour le srl 1 allèle élevé sur 2Y par rapport aux mâles de génotype correspondant élevés sur 1Y (Figure 5D). De même, nous n'avons observé aucune diminution des gènes cibles de Foxo entre da>UAS-tra F mâles hétérozygotes pour le srl 1 allèle élevé sur 2Y par rapport aux mâles de génotype correspondant élevés sur 1Y (Figure 5E), indiquant la régulation positive dépendante des nutriments de l'activité IIS dans da>UAS-tra F mâles a été abolie dans le contexte de la fonction Srl réduite. Étant donné que nous n'avons observé aucun changement dépendant de Tra dans l'activité TOR (Figure 5 - supplément de la figure 1F, G), prises ensemble, nos données indiquent que la fonction Srl est requise pour l'augmentation dépendant de Tra de soleil Niveaux d'ARNm dans un contexte riche en protéines. Srl représente donc un lien supplémentaire entre le gène de détermination du sexe tra et la régulation de l'expression des gènes. De plus, nous montrons que la régulation Srl-dépendante de soleil en aval de Tra est significatif pour la plasticité phénotypique, car l'augmentation de la taille corporelle dépendante des nutriments a été bloquée dans da>UAS-tra F femelles et mâles hétérozygotes pour la srl 1 allèle (Figure 5F, interaction génotype G:alimentation p = 0,0146 et p = 0,0008, respectivement). Alors que nous constatons que Srl cible d'autres que soleil étaient également régulées de manière spécifique au sexe par les nutriments et la fonction Tra (Figure 5 - supplément de la figure 2A-D), d'autres cibles Srl fonctionnellement similaires n'ont pas reproduit les changements spécifiques au sexe de la plasticité de la taille corporelle dépendant des nutriments que nous avons observés lors de la perte de gros corps soleil (Figure 5—supplément de la figure 2E–H). Bien que nous ne puissions pas exclure toutes les cibles Srl, nos données indiquent un rôle clé pour soleil parmi les cibles Srl dans la médiation des effets de Tra sur la plasticité de la taille corporelle dépendante des nutriments. Cela révèle un rôle auparavant non reconnu pour Srl dans la médiation des changements spécifiques au sexe de l'expression génique, et identifie Srl comme un nouveau lien entre Tra et les changements dépendants des nutriments de l'expression génique.

L'augmentation de la plasticité de la taille corporelle dépendante des nutriments chez les femelles favorise la fécondité dans un contexte riche en protéines

Des études antérieures ont montré que des nutriments abondants pendant le développement maximisent la taille du corps pour favoriser la fertilité chez Drosophile femelles (Bergland et al., 2008 Green et Extavour, 2014 Grönke et al., 2010 Hodin et Riddiford, 2000 Klepsatel et al., 2020 Mendes et Mirth, 2016 Robertson, 1957a Robertson, 1957b Sarikaya et al., 2012 Tu et Tatar , 2003) et que des niveaux élevés d'activité IIS sont nécessaires pour le développement normal des œufs, le nombre d'ovarioles et la fécondité (Green et Extavour, 2014 Grönke et al., 2010 Mendes et Mirth, 2016 Richard et al., 2005). En accord avec ces constatations, 1118 les mouches femelles élevées sur 2 ans ont produit significativement plus d'œufs par rapport aux femelles de génotype correspondant cultivées sur 1 an (figure 6A). Cela correspond aux résultats de nombreuses études montrant qu'une augmentation des nutriments favorise la fertilité (Green et Extavour, 2014 Grönke et al., 2010 Mendes et Mirth, 2016 Richard et al., 2005) et suggère que la capacité d'augmenter l'activité IIS et la taille corporelle dans La réponse à un régime riche en protéines permet aux femelles de maximiser la fécondité dans des conditions où les nutriments sont abondants. Pour tester cela, nous avons mesuré le nombre d'œufs produits par InR E19 /+ femelles et 1118 contrôles levés en 1Y ou 2Y. Contrairement à 1118 femelles, l'augmentation de la production d'œufs dépendante des nutriments était absente chez les InR E19 /+ femelles (Figure 6A). De même, il n'y a pas eu d'augmentation de la production d'œufs induite par l'alimentation dans les dilp2 femelles mutantes (figure 6B). Ces résultats suggèrent que l'augmentation dépendante des nutriments de l'activité IIS et de la taille corporelle est importante pour promouvoir la fécondité dans un contexte riche en protéines. Ce résultat est conforme aux conclusions d'une étude précédente montrant que la fécondité à vie était significativement plus faible dans dilp2 mutants élevés dans un régime riche en levures (Grönke et al., 2010). Pour étendre nos découvertes au-delà tremper gènes, nous avons ensuite examiné la fécondité chez les femelles avec une réduction médiée par l'ARNi soleil. Nous avons constaté que l'augmentation dépendante des nutriments de la production d'œufs dans r4>UAS-soleil-ARNi femelles a été éliminée, contrairement à la forte augmentation de la fécondité induite par le régime alimentaire chez les r4>+ et +>UAS-soleil-ARNi femelles témoins (figure 6C). Ensemble, ces données suggèrent que dilp2 et graisse corporelle dérivée soleil jouer un rôle dans la maximisation de l'activité IIS et de la taille corporelle pour promouvoir la production d'œufs dans un contexte riche en protéines. De futures études devront déterminer quel aspect du développement des ovaires est affecté par ces manipulations génétiques (Green et Extavour, 2014 Grönke et al., 2010 Mendes et Mirth, 2016 Richard et al., 2005), si ce phénotype est spécifique à tremper2, et si les effets nécessitent InR fonction dans l'ovaire ou dans d'autres tissus.

L'augmentation de la plasticité de la taille corporelle dépendante des nutriments chez les femelles favorise la fertilité.

(UNE) En contrôle 1118 femelles, il y a eu une augmentation significative du nombre d'œufs pondus par les femelles élevées avec un régime riche en protéines (2 ans) par rapport aux femelles élevées avec un régime contenant la moitié des protéines (1 an) (p = 0,0009 t test) cependant, il n'y avait pas de différence significative dans le nombre d'œufs pondus entre InR E19 /+ femelles élevées en 2 ans par rapport aux femelles de génotype appariées élevées en 1 an (p = 0,617 t test). n = 19 à 20 répétitions biologiques. (B) En contrôle 1118 femelles, il y a eu une augmentation significative du nombre d'œufs pondus par les femelles élevées sur 2 ans par rapport aux femelles élevées sur 1 an (p<0.0001 Student's t test) cependant, il n'y avait pas de différence significative dans le nombre d'œufs pondus entre dilp2 femelles mutantes élevées en 2 ans par rapport aux femelles élevées en 1 an (p = 0,4105 t test). n = 28-30 répétitions biologiques. (C) En contrôle r4>+ et +>UAS-soleil-ARNi femelles, il y a eu une augmentation significative du nombre d'œufs pondus par les femelles élevées le 2 ans par rapport aux femelles témoins cultivées le 1 an (p<0,0001 pour les deux génotypes t test). Dans r4>UAS-soleil-ARNi femelles, le nombre d'œufs pondus par les femelles élevées en 2 ans était inférieur à celui des femelles élevées en 1 an (p = 0,0243 t test). n = 20 répétitions biologiques. () En contrôle 1118 mâles, il n'y avait pas de différence significative dans le nombre de descendants produits entre un régime 1A et 2A (p=0,3662 Student’s t test). Il n'y avait pas non plus de différence significative dans le nombre de descendants produits entre les groupes témoins 1118 mâles et mâles hétérozygotes pour un allèle de perte de fonction de homologue de la phosphatase et de la tensine (pten génotype pten 2L100 /+) élevé sur 1Y (p=0.4003 Student’s t test). Contrairement aux mâles témoins, pten 2L100 /+ les mâles élevés à 2 ans ont produit significativement plus de descendants que les mâles de génotype correspondant élevés à 1 an (p = 0,0137 t test). n = 11 répétitions biologiques. (E) En contrôle r4>+ et +>UAS-soleil et r4>UAS-soleil mâles, il n'y a pas eu d'effet significatif sur le nombre de descendants produits entre un régime de 1 an et de 2 ans (p = 0,9222, 0,0595 et 0,32 respectivement t test). Il n'y avait pas non plus de différence significative dans le nombre de descendants produits entre les groupes témoins r4>+, +>UAS-soleil les mâles et r4>UAS-soleil mâles élevés à 1 an (p=0,9723 et p=0,9969 respectivement ANOVA à un facteur suivi du test Tukey HSD). n = 8-10 groupes de 10 mouches. * indique p<0.05, ** indique p<0.01, *** indique p<0.001, **** indique p<0.0001 ns indique des barres d'erreur non significatives indiquent SEM.

Chez les mâles, qui ont une capacité réduite à augmenter la taille corporelle en réponse à un régime riche en protéines, nous avons également étudié la relation entre la teneur en nutriments, la taille corporelle et la fertilité. Lorsque nous avons comparé la fécondité en 1118 mâles élevés sur 1Y par rapport aux mâles élevés sur 2Y, nous n'avons trouvé aucune différence significative dans le nombre de descendants produits (Figure 6D). Ainsi, ni la taille corporelle ni la fertilité des mâles n'ont été améliorées par l'élevage de mouches dans un environnement riche en protéines. Étant donné que des études antérieures suggèrent qu'une plus grande taille corporelle chez les mâles favorise le succès reproducteur (Ewing, 1961 Partridge et al., 1987 Partridge et Farquhar, 1983), nous avons ensuite demandé si les manipulations génétiques qui augmentent la taille corporelle des mâles augmentaient également la fertilité. Une façon d'augmenter la taille du corps masculin en 1 an est la perte hétérozygote de homologue de la phosphatase et de la tensine (pten, FBgn0026379 pten 2L100 /+) (Figure 1—supplément de la figure 7B). Il est intéressant de noter que la fécondité n'était pas significativement plus élevée dans pten 2L100 /+ hommes par rapport à 1118 témoins élevés en 1 an (figure 6D), ce qui suggère qu'une plus grande taille corporelle n'augmente pas toujours la fertilité chez les mâles. De même, lorsque nous mesurons la fécondité en r4>UAS-soleil mâles, qui sont plus gros que les mâles témoins (figure 3—supplément de la figure 7B), la fécondité n'était pas significativement différente de r4>+ et +>UAS-soleil les mâles témoins (figure 6E). Fait intéressant, lorsque nous avons examiné la fécondité dans pten 2L100 /+ et r4>UAS-soleil mâles en 2 ans, la fertilité a été significativement augmentée en pten 2L100 /+ mâles par rapport aux témoins appariés au génotype cultivés en 1Y (Figure 6D), une observation que nous n'avons pas répétée dans r4>UAS-soleil mâles (figure 6E). En fin de compte, cette relation moins robuste et plus complexe entre la taille corporelle et la fertilité chez les mâles suggère une explication possible de leur plasticité réduite de la taille corporelle dépendante des nutriments par rapport aux femelles.


Justification expérimentale

Il est important de noter que notre définition opérationnelle du choix du partenaire féminin (par exemple, Maynard-Smith, 1987 Kirkpatrick & Ryan, 1991) est très large et décrit collectivement un large éventail de processus provoquant des biais d'accouplement chez les mâles, de l'attraction/résistance indirecte/passive et diverses formes d'exploitation par les mâles des biais sensoriels chez les femelles vers des scénarios d'évaluation du partenaire plus direct/actif (voir Wiley & Poston, 1996 pour une discussion). Homme D. melanogaster effectuer une parade nuptiale complexe (Hall, 1994). Bien que tous les composants inclus semblent importants pour l'acceptation par les femmes d'un homme donné, il s'est avéré difficile d'évaluer l'attractivité des hommes par la seule parade nuptiale. L'accouplement non aléatoire par taille chez les mâles est extrêmement courant chez les insectes (voir les revues de Thornhill & Alcock, 1983 Choe & Crespi, 1997 ), et D. melanogaster ne fait pas exception à cette règle ( Partridge, 1988 ). Il est clair que la compétition mâle-mâle et le choix du partenaire femelle contribuent à l'accouplement non aléatoire dans D. melanogaster ( Greenacre et al., 1993 Markow, 1988 Iliadi et al., 2001 ). Il est également clair que la taille des mâles est sous sélection par le choix du partenaire (Ewing, 1961, 1964 Partridge & Farquhar, 1983 Markow, 1986, 1988 Partridge et al., 1987a,b Wilkinson, 1987 Pitnick, 1991 ), bien qu'il ne soit pas clair si cela est le résultat d'une certaine forme d'évaluation de la taille des mâles par une femelle active. en soi ou si c'est le résultat de préférences féminines pour les caractères masculins qui sont corrélées à la taille du mâle (par exemple, une plus grande persistance dans la parade nuptiale, des stimuli de parade nuptiales plus forts) (Partridge, 1988). Indépendamment du fait que les femelles affichent une préférence pour la taille des mâles en soi ou si la cible de leur préférence est un trait chez les mâles qui est corrélé à la taille générale, les femelles biaiseront les accouplements en faveur des mâles plus gros. Les conséquences sur la fitness pour les femelles du choix direct et indirect de mâles de grande taille seront donc très similaires. Dans cette étude, nous avons donc utilisé la taille des hommes comme indicateur de « l'attractivité » des hommes pour les femmes.


Méthodes

Drosophile stocks et génétique

Les mouches ont été élevées sur un milieu alimentaire contenant de la gélose (10 gl -1 ), du glucose (167 mM), du saccharose (44 mM), de la levure (35 gl -1 ), de la semoule de maïs (15 gl -1 ), du germe de blé (10 gl -1 ). ), de la farine de soja (10 gl -1 ), de la mélasse (30 gl -1 ), de l'acide propionique et du Tegosept. Les mouches ont été élevées dans un cycle lumière/obscurité de 12:12 h (LD 12:12) à 25 °C. Les vierges ont été collectées à l'aide de CO2 anesthésie. Les femelles ont été vieillies par groupes de 20 personnes du même sexe dans des flacons pendant 5 à 7 jours avant le test. Les mâles testeurs ont été vieillis seuls pendant 5 à 7 jours dans des flacons en verre (40 × 8 × 0,8 à 1,0) pour limiter l'expérience avant le test, car l'exposition aux produits chimiques dérivés des mouches peut modifier la parade nuptiale des mâles 15 . Cependant, les mâles utilisés pour générer toutes les femelles accouplées (notées « Accouplement », « m Oe », « m C », « m Oe+7-T ») étaient âgés de 20 groupes de même sexe.

Toutes les femelles utilisées dans cette étude provenaient de la souche de type sauvage Canton-S sauf si mentionné. Des femelles manipulées par l'activité neuronale ont été générées par croisement wdsx-Gal4+ 61 hommes avec w 1118 +UAS-dTrpA1/TM6b 37 femelles, les deux étaient des cadeaux de S.F Goodwin. Les femelles témoins Gal4 ont été générées par croisement wdsx-Gal4+ mâles avec w 1118 ++ femelles. Les femelles témoins UAS ont été générées par croisement w 1118 +UAS-dTrpA1/TM6b femelles avec w 1118 ++ mâles.

Tous les mâles de type sauvage provenaient de la Canton-S souche de type sauvage. Autres mâles inclus : mâles dépourvus de récepteurs olfactifs classiques orco − (worco 1 54 et leurs contrôles génétiques, orco − sauvetage (worco 1 ,pBac <>+ >) 62 , un don de R. Benton mâles dépourvus de récepteur odorant Or67d (Ou67d Gal4/Gal4 ) et les contrôles génétiques (Ou67d Gal4 /+) 24 . Les mâles silencieux de l'activité neuronale ont été générés par croisement wOu65a-Gal4+ 26 ou +Sp/CyOGr32a-Gal4 mâles avec +UAS-TNT+ 63 femmes. Les mâles témoins Gal4 ont été générés par croisement wOu65a-Gal4+ ou +Sp/CyOGr32a-Gal4 mâles avec w 1118 ++" femelles. Les mâles témoins UAS ont été générés par croisement +UAS-TNT+ 63 femmes avec w 1118 ++ mâles. toutes les mouches ont été obtenues auprès du Bloomington Stock Center, sauf indication contraire.

L'ablation des œnocytes (Oe − ) a été générée par croisement +PromE(800)-Gal4, baignoire-Gal80 ts + femelles et +UAS-StingerII, UAS-hid/CyO+ les mâles et les mâles témoins ont été générés par croisement +PromE(800)-Gal4, baignoire-Gal80 ts + femelles avec +UAS-StingerII+ mâles. La descendance s'est développée à 18 °C jusqu'à l'éclosion (jour 0), moment auquel elle a été transférée à 22 °C pendant 24 h. Le jour 1, les mouches ont été placées dans un traitement thermique pendant 4 jours (jours 1, 2, 3 et 4) à 25 °C et utilisées dans des expériences le jour 6 (modifié par rapport à la référence 30).

Essai de réaccouplement

Tous les tests de réaccouplement ont été effectués sur une période de 24 h et ont commencé à Zeitgeber Time (ZT) 8 (17:00 heures) dans un incubateur avec un cycle lumière/obscurité de 12:12 h (LD 12:12). La lumière rouge a été utilisée pour surveiller l'accouplement dans l'obscurité (comme décrit dans la référence 45). Les mouches ont été transférées dans des chambres de dosage à l'aide d'une pipette buccale. Six femelles vierges suivies de six mâles vierges ont été aspirées dans une boîte de Pétri de 55 × 8 mm contenant un cylindre de nourriture solide pour mouches (22 × 5 mm). Pour les paires individuelles de mouches, une seule femelle a été aspirée dans une boîte de Pétri de 10 × 8 mm avec une couche de nourriture recouvrant le fond, suivie d'un seul mâle. Pour surveiller l'occupation des parcelles alimentaires, des photos de la boîte de dosage ont été prises à des intervalles de 2 minutes sur une période de 24 h à l'aide de webcams Logitech 910C contrôlées par le logiciel Security Monitor Pro (Deskshare, Inc.). Les images ont été collectées et notées pour le nombre et l'heure des événements d'accouplement.

Moment de l'éjection du sperme par les femelles

Pour déterminer le moment de l'éjection du sperme, Canton-S les mâles et les femelles ont été placés en paires (1 mâle et 1 femelle) dans une boîte de Pétri de 35 × 10 mm contenant une tranche de milieu alimentaire (appelée « petite » boîte) ou en groupes de 12 (6 mâles et 6 femelles) dans une boîte de Pétri de 55 × 13 mm contenant une tranche de nourriture pour mouches (appelée « grande » boîte). Les plats ont été observés et le moment de la copulation a été enregistré. Immédiatement après la fin de l'accouplement, les mâles ont été rejetés et les femelles ont été transférées dans une arène d'éjection de sperme de construction identique à une arène d'accouplement. Les femelles qui s'accouplaient en groupes ont été soit transférées dans une petite arène d'éjection fraîche (restant seules), soit dans une grande arène d'éjection fraîche avec cinq autres femelles qui s'accouplaient également en groupe. De même, les femelles qui s'accouplaient par paires ont été soit transférées dans une petite arène fraîche (restées seules), soit dans une grande arène d'éjection fraîche avec les cinq autres femelles qui s'étaient accouplées par paires. Ainsi, nous avons utilisé un plan expérimental factoriel 2 × 2 avec le nombre de femelles (1 ou 6) et l'arène (accouplement ou éjection) comme facteurs fixes. Cela a produit quatre groupes : des femelles qui se sont accouplées en groupe et ont été transférées ensemble vers l'arène d'éjection en restant avec les mêmes femelles qui se sont accouplées au sein d'un groupe mais ont été isolées après l'accouplement des femelles qui se sont toutes accouplées par paires mais ont été placées ensemble dans un groupe de six femelles après l'accouplement et les femelles qui se sont accouplées de manière isolée et transférées individuellement vers une arène d'éjection. Les arènes d'éjection ont été examinées pour la présence d'un bouchon d'accouplement, qui est autofluorescent 64, à l'aide d'un stéréomicroscope MZ10F équipé de filtres pour la lumière ultraviolette (Leica Microsystems, Ltd, Allemagne) toutes les 30 minutes jusqu'à ce que toutes les femelles de l'arène soient éjectées. Le temps entre la copulation et l'éjection a été utilisé pour déterminer le moment de l'éjection.

Analyse chimique de l'état d'accouplement

Pour générer des femelles de différents statuts d'accouplement, 6 vierges Canton-S des femelles et 6 mâles vierges du génotype indiqué dans le texte ont été placés dans une arène d'accouplement entre CT0-1. L'arène d'accouplement a été construite à partir d'une boîte de Pétri de 55 × 8 mm contenant une tranche de nourriture pour mouches. Une heure ASM, les femelles de chaque arène d'accouplement ont été isolées et placées individuellement dans un flacon de nourriture pour mouches fraîches. Les femelles ont été vérifiées pour la présence d'un bouchon d'accouplement à l'aide d'un stéréomicroscope MZ10F équipé de filtres pour la lumière ultraviolette 64 pour s'assurer qu'elles se sont accouplées. L'une des six femelles a été immédiatement anesthésiée sur de la glace et utilisée pour l'extraction de CHC (notée femelle « Accouplement récent »). Les cinq femelles restantes ont été vérifiées toutes les 30 min pour la présence d'un bouchon d'accouplement. Une fois qu'une femelle qui a retiré le bouchon d'accouplement et le sperme associé (femelle « éjectée ») a été identifiée, une femelle accouplée non éjectée de la même arène d'accouplement (femelle « appariement appariée »), ainsi qu'une femelle vierge (« Vierge »), ont été immédiatement anesthésié sur de la glace et utilisé pour l'extraction de phéromones.

Analyse chimique d'éjection de sperme

Après qu'une femelle des « analyses chimiques de l'état d'accouplement » ait éjecté le bouchon d'accouplement et le sperme/liquide séminal associé, la totalité de l'éjection a été collectée à partir des plats à l'aide de pinces fines et transférée dans une microfiole en verre et soumise au CHC comme décrit ci-dessous.

Manipulation neuronale pour l'inhibition de l'éjection des spermatozoïdes

Femelles avec un canal ionique calcique dépendant de la température exprimé en dsx + les cellules ainsi que leurs contrôles associés ont été appariées avec Canton-S mâles dans une boîte de Pétri de 10 × 8 mm avec une couche de nourriture pour mouches recouvrant le fond à 22 °C. Toutes les paires qui n'ont pas copulé dans les 3 h ont été rejetées. Une fois la copulation terminée, les mâles ont été retirés et la boîte contenant la femelle a été placée soit dans un incubateur à 29 °C, soit conservée à température ambiante (22 °C). Onze heures ASM, les femelles ont été congelées instantanément avec de l'azote liquide, vérifiées pour la présence d'un bouchon d'accouplement pour déterminer si elles s'étaient éjectées et soumises à une extraction de CHC.

Analyse chimique de l'appareil reproducteur féminin et de la carcasse

Les femelles vierges, accouplées et éjectées ont été générées comme décrit dans « l'analyse chimique de l'état d'accouplement » (remarque : toutes les femelles non éjectées dans cette expérience étaient « appariement accouplées »). Pour évaluer le profil d'hydrocarbures de l'appareil reproducteur et de la carcasse femelle, une femelle a été placée sur de la glace sous un stéréomicroscope et son abdomen a été ouvert à l'aide de pinces fines dans des conditions sèches. L'appareil reproducteur intact (y compris l'ovipositeur, la bourse/l'utérus, les spermathèques, le réceptacle du sperme, les oviductes et les ovaires) a été extirpé de la carcasse. La carcasse et l'appareil reproducteur ont été placés sur des morceaux séparés de papier filtre Whatman (5 × 5 mm). Ces papiers filtres ont été soumis à une extraction CHC.

Extraction et analyse de CHC

Chaque élément (mouche entière/sperme éjecté/appareil reproducteur féminin ou carcasse/papier filtre) a été placé individuellement dans une micro-ampoule en verre (Supelco, Sigma-Aldrich), contenant 50 l d'hexane additionné de 10 ng ml -1 d'hexacosane (C26) une norme interne. Le flacon a ensuite été vortexé pendant 2 min, et l'article a été retiré à l'aide d'une épingle en métal propre. Les flacons ont été placés dans un congélateur à -20 °C jusqu'à l'analyse. Les extraits d'hydrocarbures résultants ont été analysés à l'aide d'un chromatographe en phase gazeuse Agilent 7 890 avec un détecteur à ionisation de flamme, une colonne Agilent DB-1 (Diamètre : 0,180 mm film 0,18 m) et un injecteur split-splitless réglé à 250 °C avec 40 ml/min splitless couler. La vanne de l'injecteur a été ouverte 1,5 min après l'injection en mode splitless avec de l'hélium comme gaz vecteur (débit : 37,2 cm s -1 ). Le programme de température du four commence à 50 °C pendant 1,5 min, avec une rampe de 10 °C min -1 à 150 °C, puis une rampe de 4 °C min -1 à 280 °C et un maintien pendant 5 min. Le logiciel ChemStation (technologies Agilent) a été utilisé pour quantifier les composés sur la base des aires de pics par rapport à l'étalon interne C26.

Statut d'accouplement et attrait

Des femelles de différents statuts d'accouplement ont été générées comme décrit dans « Analyse chimique de l'état d'accouplement ». Si l'expérience impliquait une décapitation (pour minimiser les mouvements et le comportement de rejet 41), les femelles étaient placées sur de la glace et décapitées à l'aide d'une lame de rasoir ∼ 2 h ASM. Les femelles ont été transférées dans une boîte de Pétri vide et surveillées pour l'éjection de sperme. Toutes les femelles ont été placées dans une arène de parade nuptiale (une boîte de Pétri de 10 × 8 mm recouverte de 1 ml de nourriture pour mouches) et ont reçu 2 minutes pour s'acclimater. Toutes les paraboles ont été enregistrées sur vidéo à l'aide d'un caméscope haute définition Canon (Canon Legria HF M36). Pour les plats contenant une femelle intacte, une vierge naïve Canton-S Le mâle testeur a ensuite été introduit et le plat a d'abord été observé pendant 10 minutes pour déterminer la quantité de comportement de parade nuptiale chez le mâle suscité par la femelle, puis observé pendant 20 minutes supplémentaires pour déterminer si la copulation s'était produite. Si aucune parade n'a été observée pendant cette période, les données n'ont pas été utilisées. L'indice de parade nuptiale des femelles accouplées et éjectées a été calculé en divisant le nombre de secondes pendant lesquelles le mâle courtisait sur la durée totale d'observation (600 s). Cependant, comme toutes les vierges se sont accouplées au cours de cette période de 10 minutes, l'indice de parade nuptiale pour les vierges a été calculé en divisant le nombre de secondes pendant lesquelles le mâle courtisé pendant la latence de la copulation (temps entre le début du test et le début de la copulation). Pour les plats contenant une femelle décapitée, un mâle testeur vierge naïf a été introduit et le plat a été enregistré sur vidéo pendant 30- (Canton-S testeur mâle) ou période de 45 minutes (tous les autres génotypes). L'indice de parade nuptiale a été déterminé et une fenêtre d'évaluation de 10 minutes a commencé à la première occurrence de parade nuptiale masculine. Pour déterminer la préférence de parade nuptiale de Canton-S mâles testeurs pour les femelles accouplées par rapport aux femelles éjectées, deux femelles (femelle accouplée et éjectée décapitées) ont été transférées dans une arène de parade nuptiale plus grande (90 de diamètre × 8 mm de profondeur) avec soit un couvercle en plastique permettant la saturation de l'air avec des phéromones appelées « arène fermée » ou un filet en nylon à la place du couvercle en plastique empêchant la saturation de l'air avec des phéromones appelées « arène ouverte » et les plats ont été placés dans une hotte. L'indice de préférence a été déterminé en divisant le temps qu'un mâle a passé à courtiser une femelle du statut d'accouplement indiqué par le temps total que le mâle a passé à courtiser dans une fenêtre d'évaluation de 10 minutes (nombre de secondes que le mâle a passé à courtiser une femelle spécifique/nombre de secondes que le mâle a passé à courtiser ). Encore une fois, la fenêtre d'observation de 600 s a commencé une fois que le mâle a présenté le premier signe de parade nuptiale. Dans tous les tests comportementaux, les mâles testeurs étaient considérés comme faisant la cour s'ils affichaient une orientation, un tapotement, une extension/vibration des ailes ou une tentative de copulation (remarque : l'orientation n'était utilisée comme indication de la parade nuptiale si l'extension/vibration des ailes et la tentative de copulation suivaient). Un mâle était considéré comme faisant la parade nuptiale s'il courtisait pendant au moins 30 s au cours de la période d'observation de 600 s. La proportion de mâles qui ont manifesté un comportement de parade nuptiale a été déterminée en divisant le nombre de mâles qui ont courtisé par le nombre total de mâles testés. Si une femelle « accouplée » était éjectée pendant cette période d'observation, la parabole était exclue. Pour Canton-S les mâles, les plats ont été jetés et les données n'ont pas été utilisées dans l'analyse si le mâle n'a pas courtisé dans les 20 premières minutes et nous n'avons inclus que les données des tests de choix dans lesquels le mâle a courtisé les deux femelles au cours de la période d'observation de 10 minutes. Nous avons observé que les mâles présentant des déficiences sensorielles présentaient un comportement de parade nuptiale diminué et retardé. Pour tenir compte de cela, nous avons non seulement augmenté le temps d'observation (de 30 à 45 min, voir ci-dessus), mais nous avons également modifié notre calcul de l'indice de parade nuptiale. Si la parade nuptiale était retardée de sorte qu'une période d'observation complète de 10 minutes n'était pas possible, l'indice de parade nuptiale était calculé avec un dénominateur modifié reflétant le temps total possible pour l'observation, mais seulement si cette période d'observation était supérieure à 200 s.

Essai biologique de phéromone

Les mâles et les femelles vierges ont été parfumés comme décrit dans Billeter et al. 30 avec la modification que les mâles vierges ont été anesthésiés à l'aide de CO2. Les mouches ont été parfumées en groupes unisexes de 7 où 1 de ces mouches a été utilisée pour confirmer la quantité de phéromone(s) transférée(s) et les 6 autres utilisées pour les essais de parade nuptiale. Les femelles vierges de type sauvage ont été parfumées avec du cVA, du 7-T ou les deux en quantités variables. Les femelles ont été décapitées 1 h après le protocole de parfumage, et la femelle a été placée seule ou à côté d'une femelle vierge de référence dans une boîte de Pétri de 10 × 8 mm recouverte de 1 ml de nourriture pour mouches. Un seul type sauvage Canton-S Le mâle testeur a été transféré dans le plat et le comportement de parade nuptiale a été filmé, et un indice de parade nuptiale ou un indice de préférence a été calculé pour les femelles parfumées dans un essai sans choix ou avec choix, respectivement. Oe − les mâles ont été parfumés au 7-T. Après parfumage, les mâles ont eu 1 h pour récupérer, puis placés avec les femelles dans le paradigme d'accouplement de groupe. Les femelles accouplées à des mâles Oe − parfumés au 7-T ont ensuite été utilisées individuellement dans des boîtes de Pétri de 10 × 8 mm recouvertes de 1 ml de nourriture pour mouches. Un seul type sauvage Canton-S Le mâle testeur a été transféré dans le plat et le comportement de parade nuptiale a été filmé et l'indice de parade nuptiale a été évalué ou la femelle a été utilisée dans l'analyse chimique pour déterminer le profil chimique.

Analyses statistiques

Pour estimer la variance dans le temps jusqu'au réaccouplement (Fig. 2e), une analyse bootstrap a été réalisée à l'aide du logiciel Matlab (MathWorks). Les six premiers temps de ré-accouplement utilisés pour mesurer le temps jusqu'au premier ré-accouplement d'une répétition donnée dans les expériences de groupe ont été réarrangés au hasard avec ceux des autres répétitions. Cela a généré des pseudo-répliques composées des temps de réaccouplement observés mais dans des classements aléatoires. Ce processus a été itéré 10 000 fois et représente toutes les combinaisons possibles de rangs de temps jusqu'au réaccouplement. La variance des temps de réaccouplement de ces pseudo-répliques a été comparée à la variance observée par paires en utilisant le logiciel SPSS (IBM, Inc.) pour estimer le degré de variabilité entre les échantillons dans les deux contextes sociaux.

Pour l'analyse du moment de l'éjection des spermatozoïdes dans un groupe par rapport à une paire (Fig. 2f), l'unité de réplication était l'arène d'accouplement. Les effets du contexte social pendant et après l'accouplement sur le moment de l'éjection des spermatozoïdes ont été déterminés à l'aide d'un modèle d'effet mixte standard des moindres carrés dans lequel les variables étaient continues et normalement distribuées. Les conditions avant et après l'accouplement ainsi que leurs interactions ont été modélisées en tant qu'effets fixes et les arènes d'accouplement en tant qu'effets aléatoires. Le modèle a été exécuté à l'aide de JMP v. 9.0 pour Mac.

L'analyse statistique des données de profil chimique a été réalisée en utilisant GraphPad Prism 5 (GraphPad Software, Inc., USA). Analyser les différences de quantité de produits chimiques entre les groupes (Vierge, Accouplement récent, Accouplement apparié et Éjecté ou femelles exprimant dTrapA1 dans dsx + cellules et leurs contrôles associés), nous avons d'abord vérifié la distribution des données avec un test de Kolmogorov-Smirnov (avec Dallal-Wilkinson-Lillie pour p valeur) pour la normalité. Si les données n'étaient pas distribuées normalement, nous avons effectué une transformation logarithmique, puis confirmé une distribution normale avec le même test. Si les données n'étaient toujours pas distribuées normalement, nous avons effectué une analyse statistique sur les données transformées et noté quels groupes n'étaient pas normaux. Les différences entre les femelles vierges, accouplées récentes, accouplées et éjectées ont été évaluées à l'aide d'une analyse de variance à un facteur (ANOVA) suivie d'un test post-hoc de Tukey. Les différences entre les femelles vierges accouplées à des mâles Oe − ou témoins et les femelles accouplées à des mâles Oe − ou témoins et éjectées ont été évaluées avec une ANOVA à un facteur suivie d'une analyse de Tukey. post-hoc test. Pour étudier l'emplacement des produits chimiques dérivés des mâles sur ou dans les femelles accouplées et éjectées, une ANOVA à deux facteurs a été utilisée pour comparer les femelles accouplées à Oe - ou les mâles et les femelles témoins accouplés à Oe - ou les mâles témoins et éjectés ainsi que la quantité de produits chimiques sur la carcasse ou dans l'appareil reproducteur.

L'analyse statistique de la parade nuptiale des mâles provoquée par les femelles avec différents statuts d'accouplement a été réalisée à l'aide de GraphPad Prism 5 ou R 3.2.0 (The R Foundation for Statistical Computing). La distribution des données a été vérifiée avec un test de Kolmogorov-Smirnov (avec Dallal-Wilkinson-Lillie pour p valeur) pour la normalité. Si les données n'étaient pas distribuées normalement, nous avons effectué une transformation de racine carrée suivie, si nécessaire, d'une transformation arc-sinus, puis confirmé une distribution normale avec le même test. Pour les données d'indice de parade nuptiale calculées dans le test de parade nuptiale sans choix, des comparaisons par paires ont été effectuées avec un t-test (données normalement distribuées) ou un test de Mann-Whitney Les comparaisons entre les groupes ont été effectuées avec une ANOVA unidirectionnelle (données normalement distribuées) ou un test de Kruskal-Wallis suivi soit d'un test de comparaison multiple de Tukey, soit d'un test de comparaison multiple de Bonferoni , ou un test de comparaison multiple de Dunn. Les données pour l'indice de préférence dans un essai de choix ne suivaient pas une distribution gaussienne, donc un test bilatéral exact de Wilcoxon a été utilisé pour tester si les mâles en train de séduire préféraient une femelle à l'autre. Les données de préférence ont été testées contre l'hypothèse nulle selon laquelle les hommes n'ont pas fait de choix, aucune préférence n'étant fixée à « 0 ». Pour comparer les groupes au sein de chaque expérience de préférence, une régression logistique quasi binomiale a été appliquée sur les proportions de parade nuptiale envers la femelle vierge. Les données ont été organisées sous la forme d'une matrice de deux vecteurs : nombre de succès (portion de temps à courtiser la femelle vierge) et nombre d'échecs (portion de temps à courtiser l'autre femelle). Pour déterminer les différences de propension à s'accoupler, le nombre de mâles affichant un comportement de parade nuptiale a été comparé au nombre de mâles qui n'ont pas montré au moins 30 s de comportement de parade nuptiale à l'aide d'un test du chi carré (p<0.05). Pour déterminer les différences de latence de la parade nuptiale chez les femelles avec différents statuts d'accouplement (Vierge, Accouplement récent, Accouplement apparié et Éjecté), nous avons d'abord vérifié la distribution des données avec un test de Kolmogorov-Smirnov (avec Dallal-Wilkinson-Lillie pour p valeur) pour la normalité et les données analysées avec un test de Kruskal-Wallis.

Disponibilité des données

Toutes les données pertinentes sont disponibles sur demande auprès des auteurs.


G

Même si des gènes qui ne sont nécessaires que pour des événements de développement particuliers pouvaient être identifiés, il serait toujours nécessaire de savoir comment ils interagissent avec les gènes qui sont nécessaires tout au long du développement. Dans quelle mesure l'activité des gènes est-elle limitée au niveau du développement ? Quand les produits génétiques sont-ils nécessaires ? Existe-t-il des transitions temporelles majeures dans l'activité des gènes ? Y a-t-il des changements significatifs dans l'accumulation, la transformation, l'assemblage ou l'utilisation finale des produits génétiques ? Les techniques moléculaires peuvent fournir des informations détaillées sur le moment où les gènes sont actifs (cf. SAVOINI

et Al. 1981 DAVIDSON, HOUGH-EVANS et BRITTEN 1982), tandis que la méth-

ods peut sonder comment les produits génétiques sont utilisés. Pour éviter la présélection de gènes avec des rôles de développement particuliers, cependant, les mutants doivent être choisis sur la base

634 L. G. ROBBINS

de la traçabilité génétique plutôt que de la spécificité développementale. A cette fin, un système génétique pour l'examen des composants maternels et zygotiques de l'activité des gènes létaux zygotiques a été conçu.

La méthodologie utilisée ici a déjà été rapportée (ROBBINS 1980). Essentiellement, une activité génique maternelle réduite combinée à une activité génique zygotique réduite expose la fonction maternelle et zygotique qui se chevauchent. L'examen des déficiences de la région zeste-blanc a été utilisé à définissent les paramètres expérimentaux nécessaires et indiquent que plusieurs gènes de la région ont des interactions mère-zygotique plus ou moins sévères.

Le comportement maternel et zygotique des mutations d'un seul cistron dans les gènes essentiels de la région zeste-blanc du chromosome X de Drosophila melangogaster sont rapportés ici. L'hétérozygotie mutante a été utilisée pour réduire l'activité des gènes maternels, et la panachure par effet de position a été utilisée pour modifier l'activité des gènes zygotiques. Le premier produira un déficit ovocytaire partiel si le gène est maternellement actif. Ce déficit est généralement indétectable, mais chez les embryons dont l'activité génique propre est suffisamment réduite, le défaut combiné peut être fatal si et seulement si des produits emballés par la mère et codés zygotiquement sont tous les deux nécessaires au même moment de développement. La sévérité de la panachure par effet de position, et donc de l'activité des gènes zygotiques, a été manipulée par l'utilisation de différences de température et par l'inclusion ou l'exclusion d'un Oui chromosome.

Bien que les déficiences utilisées pour le développement de cette technique soient nécessairement amorphes pour les loci délétés, les mutations à un seul cistron n'ont pas besoin de l'être. L'activité résiduelle des produits de gènes mutants pourrait masquer les composants maternels ou zygotiques dans ces expériences. Néanmoins, au moins 10 des 13 les loci examinés ont des interactions létales maternelles-zygotiques démontrables. Si la région zeste-blanc n'est pas exceptionnelle, l'utilisation séquentielle de produits géniques synthétisés de manière constitutive peut être d'une importance considérable dans le développement.

MATÉRIAUX ET MÉTHODES

Pour recenser systématiquement les mutants dans chacune des fonctions essentielles de la région zeste-blanc, la viabilité des fils de duplication de mutants (Dp) a été comparée dans des croisements réciproques : un dans lequel les mères étaient hétérozygotes pour le mutant, et un dans lequel les mères avaient deux -type copies de la région et le chromosome mutant a été transmis par le père. Une composante maternelle pourrait être masquée soit par une activité trop faible de la Dp (auquel cas les mâles mutants Dp mourraient dans les deux croisements) soit par une activité trop élevée de la Dp (auquel cas les mâles mutants Dp survivraient dans les deux croisements). Utilisation des résultats de l'étude des carences comme un guide, quatre conditions ont été choisies pour la présente étude : utilisation de Dp(l4)mg chez les mâles X/O à 19' et 25" et utilisation de D p ( 1 4 )

# chez les hommes X/Y à 25 & 34 et 29". Dp(l4)mg contient la totalité de la région zeste-blanc et a été utilisé pour les tests de tous les mutants. La panachure par effet de position est plus sévère dans Dp(14)flBg mais elle ne contient que le zw5, zw7, zw9,z w l l et zw12loci. Il a été utilisé uniquement pour les tests de mutations dans ces gènes.

mutant ou contrôle attaché-XY Dp(l4)mg X

et sa réciproque de transmission paternelle :

mutant ou contrôle attaché-X Dp(l4)mg X

2, W + O 0 spaPo'

mutant ou contrôle attaché-XY Dp(l4)wm"""

et sa réciproque de transmission paternelle :

mutant ou contrôle attaché-X D p ( 1 4 )

Dans les croisements de transmission maternelle (1 et 3), les nombres de fils mutants Dp et de fils non mutants peuvent être comparés, alors que dans les croisements paternels (2et 4) les nombres de fils Dp mutants et de filles attachées X/w+Y peuvent être comparés. Les mutants dans les gènes qui sont actifs à la fois maternellement et zygotiquement, et pour lesquels les produits à la fois emballés maternellement et codés zygotiquement sont utilisés pendant le développement zygotique, produiront une récupération plus faible des mâles mutants Dp dans les croisements de transmission maternelle.

Là où les chromosomes mutants étaient marqués par y, un chromosome de type sauvage, plutôt que le oui chromosome pn, a été utilisé dans les croisements de transmission maternelle. Des croisements supplémentaires qui ont été faits dans quelques cas sont décrits dans le RÉSULTATS section. Un Le chromosome X Oregon-R a été utilisé comme témoin.

Dans chaque cas, les mouches testées ont elles-mêmes été élevées à la température d'essai. Tous les croisements étaient des femelles ou des mâles d'essai uniques avec trois testeurs attachés-XY ou attachés-X. Elles ont été réalisées sur un milieu semoule de maïs-mélasse-levure de bière en flacon coquille. Toutes les mutations zeste-blanc ont été maintenues dans les souches mutant/w+Y X C(l)DX/w'Y. De plus amples descriptions des mutations et des chromosomes utilisés peuvent être trouvées dans LINDSLEY et GRELL 1968 JUDD, SHEN et KAUFMAN 1972 SHANNON et al. 1972 LIM et SNYDER 1974 et ROBBINS 1977).

UNE une analyse détaillée des données est présentée dans les paragraphes suivants. Les lecteurs qui ne s'intéressent pas à l'analyse en soi peuvent aisément passer à la section suivante.

Les résultats des quatre séries de croisements réciproques sont donnés dans les tableaux 1 par

3. Les interactions létales maternelles-zygotiques sont signalées par une récupération déprimée des mâles mutants Dp dans les croisements de transmission maternelle. De plus, cet effet devrait dépendre du niveau de panachure. Un exemple, zwYe3, seront suivis à travers les trois tableaux. Dans le tableau 1, les fils e3Dp(14)mg de mères mutantes hétérozygotes ont mais 9% la survie de leurs frères non mutants, mais les fils e3Dp de mères normales survivent ainsi que leurs sœurs attachées-X dans des croisements effectués à

19'. L'interaction létale est beaucoup moins sévère à 25' (récupération de la transmission maternelle = 0.86, rétablissement de la transmission paternelle = 1.13, Table 2 ) ,quelque peu exacerbée lorsque la duplication moins active ( D

) et un chromosome Y sont utilisés à 25' (récupération de la transmission maternelle = 0.55, rétablissement de la transmission paternelle = 1.40, Table 3-25'), et encore modéré quelque peu à 29' (récupération de transmission maternelle = 0.68, rétablissement de la transmission paternelle = 1.45, Table 3-

Les mutations ont cependant été isolées il y a quelque temps (JUDD, SHEN et KAUFMAN 1972, LIM et SNYDER 1974) dans des milieux hétérogènes et les souches pourraient porter des mutations de second site qui pourraient confondre ces expériences. Maintien des chromosomes mutants avec w + Oexclut la présence de mutations mortelles dans la plupart des chromosomes X, mais il existe plusieurs autres sources possibles de variation étrangère :

636 L. C.ROBBINS

Réciproque des croix à l'aide deDp(14)mg Utah19'

d28, oui + i24, oui + k16,oui +

827, O + j1, O +

31x, oui + 820, oui + zw5

g28, oui + 44j, oui + 6b, oui +

g m oui 2 k18, oui +

salut, oui + i20, oui + A223, oui 2

741 961 670 330 524 465 532 427 834 336 373 532 438 248 674 862 350 481 1051 420 600 451 358 383 583 438 545 629 454 388 957 789 319 1028 711 922 513 391 520 487 557 466 708 331 386 575 472 206 630 898 389 519 1020 368 498 392 368 433 589 1040 387 342 679 455 418 971 849 342

710 459 1302 680 468 196 121 413 288 347 216 456 329 365 230

1197 260 191 316 258 514 402 347 171 208 151

982 668 534 435 267 542 394

865 426 265 504 375 421 395 339 226 416 221 534 335 541 415 442 241 484 322 372 233 214 140 397 267 749 548 860 555 233 98

1080* 538 264 4 46 9 18 18 263 12 15 425 155 92 914 497 401 229 16 41 94 38 66 51 61 14 322 124 29 122 213 797 770 7 Récupération

1.6 0.92 1.4 0.83 1.9 0.46 0.9 0.02 1.3 0.11 1.2 0.03 1.4 0.05 1.3 0.06 1.6 0.44 1.4 0.05 1.5 0.05 1.7 0.93 1.1 0.60 1.6 0.51 1.4 1.86 1.4 0.83 1.9 1.14 1.9 0.49 0.8 0.09 1.8 0.12 1.6 0.21 1.7 0.09 1.6 0.23 1.6 0.16 1.5 0.14 0.9 0.03 1.7 0.91 1.8 0.31 1.2 0.10 0.8 0.69 1.7 0.64 1.4 1.23 1.7 1.09 1.0 0.04

Transmission paternelle Daugh- Sons Récupération

696 823 1206 521 1077 630 970 25 780 352 717 362 566 463 729 423 524 225 784 349 499 265 521 293 169 73 635 369 610 549 1326 645 233 217 315 166 721 2 405 213 627 188 565 332 346 166 227 149 658 312 1414 1

500 514 317 183 651 139 407 0 707 315 1195 825 1583 895 484 68

Transmission maternelle Transmission paternelle

Filles Fils Récupération Filles Fils Récupération

Mutant m+ m/+ m+:Dp+ m+Dp m+

g3, Y+ k9, O +

572 344 671

586 433 701

445 306 316

348 238 308

308 194 211

1.4 0.77 1.4 0.71 0.9 0.68

258 406 638

168 222 284

1.30 1.09 0.89

239 356 393

1.5 2.00 1.5 0.38

1.3 0.18 1.3 0.01

m = mutant, rec = recombinant (voir texte). * Comprend à la fois les mâles Dp et Dp+ Oregon-R. Où le chromosome mutant est marqué par y, m'Dp+ et m+ Les mâles Dp sont indiscernables.

Les récupérations dans les croisements de mutants ont été calculées en tant que transmission maternelle : mâles non mutants

= 2 fois (m' mâles)/femelles mutants mâles Dp = 2 X (mDp mâles)/(m+ mâles). Transmission paternelle : mutantDp mâles = 2 X (hommes mDp)/(femmes).

Les récupérations témoins ont été calculées de la même manière, sauf que le nombre de mâles Oregon-R n'était pas doublé. En l'absence d'autres mutations liées à l'X, la récupération calculée des mâles non mutants devrait être supérieur à 1 en raison de la production inégale de XY attaché et 0 sperme.

1) Variation de fond autosomique : contrôlée car elle affecterait la récupération dans les deux croisements réciproques.

2) mutations létales ou semi-létales couvertes par w + O qui sont étroitement liés à, mais à l'extérieur, la région zeste-blanc.

Ces mutants ne seraient pas couverts par Dp(l4)mg et/ou D P (

et donnerait des récupérations déprimées dans les deux parties d'une ou des deux paires de croisements réciproques. Diviser la récupération dans le croisement de transmission maternelle par celui dans son réciproque élimine l'effet de ces mutants. Un tel exemple a été trouvé-

3) Des mutations à la base du X chromosome, y compris les mutations bb, qui sont couverts par w+Y.

Ces mutants affecteraient la récupération dans le croisement de transmission paternelle, mais, parce que les mutations basales ne sont pas liées à la région zeste-blanc, n'auraient aucun effet sur la récupération calculée dans les croisements de transmission maternelle. Les mutations bb auraient cet effet dans les croisements Dp(l4)mg, où X/O mâles

sont récupérés, mais n'aurait aucun effet dans les croisements où X/Y

des mâles sont produits. Les mutations non-bb diminueraient la récupération apparente dans les croisements de transmission paternelle dans les deux cas.

Deux exemples clairs de bb ont été trouvés : zwgk18 et [email protected] Le premier se comporte comme décrit ci-dessus, le second, bien que non testable avec Dp(14)flG8, a donné de nombreux fils phénotypiquement bb. Deux autres chromosomes portaient probablement aussi des mutations bb : Z W et

deux Z W et une

les mâles récupérés avaient l'air bb. Deux chromosomes

638 L. G. ROBBINS

Croix réciproques à l'aide de Dp(l4)mg à 25'

Transmission maternelle Transmission paternelle

Recovery Daugh - Sons Recovery

Mutant m + m/+ m f , D p + mt.Dp m.DP m + m.DP

g31, oui + d13, oui + d13, rec

zw2 c21, oui + 123, oui + b l l , oui + h22, Oui

k22, oui + b12, oui + d28, y f i24, oui + k16, oui + g24, Oui

31x, yt g20, O+ j25, O + g28, oui +

6b, Y + g10, Y2 zw3 zw4 zw5 zw6 zw7 zw8 zw9 k18, oui + k18, rec salut, oui +

i20, oui + A223, oui 2 Z W l O

791 832 549 563 387 433 524 521 426 461 1300 1310 948 1031 1612 1869 637 532 1010 931 751 718 706 665 299 348 196 227 508 465 708 697 593 569 604 628 869 841 479 524 639 536 448 432 478 491 591 596 457 519 896 919 553 561 566 471 760 896 607 572 432 428 673 773 698 714 486 521

599 446 737 300 211 252 194 413 274 1047 752 856 596 1216 966

846 759 473 487 398 497 423 331 234 192 127

714 543 403 515 440 616 481

649 500 527 297 358 528 499 428 470 415 457 222 340 524 591 233 347 471 245 312 399 302 297 331 322 283 208 266 403 448 172

1062* 333 252 112 186 71 57 119 155 174 158 437 276 159 740 457 420 463 16 135 154 232 327 363 86 73 281 242 170 258 292 643 877 92

1.3 1.01 1.3 0.90 1.3 0.99 0.9 0.50 1.6 0.43 1.4 0.08 1.5 0.08 1.3 0.11 1.5 0.37 1.3 0.28 1.2 0.36 1.3 0.95 1.7 0.98 1.5 1.00 1.5 2.07 1.4 0.97 1.6 0.88 1.8 0.84 0.8 0.05 1.7 0.32 1.7 0.31 1.2 0.86 1.4 0.98 1.6 0.78 1.6 0.21 0.8 0.20 1.4 0.70 1.4 0.66 0.9 0.46 0.7 1.20 1.4 0.96 1.3 1.39 1.5 1.69 0.8 0.45

Transmission maternelle Transmission paternelle

b18, oui + 609 637 475 387 432 1.4 1.00 274 151 1.10

05, oui + 570 563 377 402 439 1.4 1.13 388 185 0.95

83, Y+ 531 590 308 263 271 1,0 0,95 722 264 0,73 k9, O+ 355 354 389 209 653 1.7 2.18 982 897 1.83

kl , oui + 523 547 460 328 244 1.5 0.62 1033 502 0.97

e50, y 2 464 487 461 295 187 1.6 0.49 760 420 1.11

13, v2 631 585 501 337 42 1.4 0.10 492 248 1.01

m = mutant, rec = recombinant (voir texte). *Comprend les deux Dp et Dp+ Mâles Oregon-R. Les récupérations sont calculées comme indiqué dans le tableau 1.

croix de transmission avait un œil réduit plutôt que bb phénotype, et le chromosome zwllg3 portait un sémilethal sensible à la température séparable, non recouvert de Y.

Les croisements comprennent un test intégré qui confirme la présence de ces mutants étrangers. Bien que la récupération des mâles mutants Dp (par rapport aux mâles normaux) ne serait pas affectée dans les croisements de transmission maternelle, la récupération de tous les mâles serait diminuée. Cette dépression peut être mesurée par le rapport mâles/femelles non mutants. Dans le cas extrême, létal complet à la base du chromosome, la récupération des mâles normaux serait la moitié de celle observée pour les chromosomes qui ne portent pas de telles mutations étrangères. La comparaison des ratios mâles normaux/femelles confirme, dans chaque cas, la présence d'une seconde mutation à la base de la X chromosome.

Une fois identifiées par ces critères, ces mutations peuvent être comparées aux autres en utilisant uniquement les données de transmission maternelle.Néanmoins, ces inférences ont été vérifiées pour deux chromosomes en remplaçant la base de la X chromosome par recombinaison. zwld13, y+ spl sn3/w+Y et zw9k1s, y+ spl sn3/ les mâles w+Y ont été croisés avec oui / oui femelles. Les fils et filles F1 ont été croisés et les recombinants spl sn+/wCY ont été sélectionnés. Les chromosomes recombinants se sont comportés comme prévu et confirment les conclusions qui auraient raisonnablement été tirées des croisements originaux.

4) Mutations sub-vitales ailleurs dans le X chromosome.

Les effets de telles mutations ne sont ni contrôlés ni facilement détectables à moins que la réduction de la viabilité ne soit substantielle et que les recombinaisons entre la mutation du second site et la région zeste-blanc soient fréquentes. Cependant, leur présence non reconnue affecterait la récupération dans les croisements de transmission paternelle plus que dans les croisements de transmission maternelle. Ainsi, les interactions mère-zygotique seraient masquées plutôt que identifiées là où il n'en existe pas. Le chromosome zwlb22 porte probablement une mutation de second site assez extrême de ce type puisque la survie des mâles mutants Dp est quelque peu diminuée dans les croisements de transmission paternelle.

640 L. G. ROBBINS TABLEAU 3

Croix réciproques en utilisant D p ( 1 4 )

Transmission maternelle Transmission paternelle Rétablissement Filles Fils Rétablissement

Mutant m+ m/+ m + mDp

827, y+ 667 j1, O + 744 e3,oui 2 747 g20, y + 755 zw7

k18, y+ 767 k18, rec 495

83. O + 599 zw12

kl , O + 614 705 651 738 767 746 812 811 482 815 627 a49 637 622 766 754 991 762 961 750 572 841 934 561 767 729 820

496 1.1 1.32 34 1.3 0.07 211 1.0 0.55 264 1.2 0.64 229 1.2 0.48 458 0.9 1.22 315 1.2 1.10 463 1.1 1.10 110 0.9 0.39 458 1.1 0.98

738 1.2 1.92 250 1.2 0.66 - 29' 872 1176 626 420 395 1072 683 458 418 607 1859 974 1096

1377 1.58 550 0.94 258 0.82 293 1.40 482 0.90 166 0.84

435 1.27 327 1.43 167 1.38 246 0.81 117 0.13 754 1.55 531 0.97

g27, y+ 397 jl, y + 643 e3, oui 2 603 31x, y + 473 zw7

bl8, y + 482 g3, O + 720 a5, O + 468

kl, y + 486 664 391 691 600 509 381 470 547 497 515 645 669 491 795 450 779 639 552 347 457 576 551 604 536 588 619 875" 201 171 217 253 147 241 335 295 334 194 685 188

1.3 1.10 1.1 0.89 1.2 0.44 1.1 0.68 0.9 0.85 1.1 0.92

1.0 1.05 1.0 1.16 1.1 1.01 1.2 1.11 0.8 0.72 0.9 2.33 1.3 0.61

560 494 328 293 356 297 165 452 342 420 1185 205 205

1434 2.56 378 1.53 243 1.48 212 1.45 272 1.52 252 1.70 196 2.38 392 1.73 275 1.61 377 1.80 50 0.08 425 4.14 293 2.86

mutants dans les quatre conditions de test. Premièrement, les mutations d'un seul cistron n'ont pas besoin d'être dépourvues d'activité génique, et les produits géniques eux-mêmes n'ont pas besoin d'être absolument requis pour la viabilité. Certains des mutants zeste-blanc étaient connus à l'avance pour être fuyants et/ou sensibles à la température (SHANNON et al. 1972). Les mâles mutants non-Dp survivants ne peuvent être distingués des mâles mutants Dp. Ainsi, pour les mutants qui fuient, les récupérations mesurées sont supérieures à 1.0 et reflètent la viabilité additionnée des deux classes de mâles mutants.

Deuxièmement, hyperploïdie pour les duplications, ou pour

W + Y ,

Laisser: X = viabilité des fils Dp mutants de mères hétérozygotes y = viabilité des fils Dp mutants de mères X attachées a = viabilité des fils Oregon-R

b = viabilité des fils mutants non-zeste-blanc, non-Oregon-R dans la ma-

c= viabilité des femelles attachées-X/w+y. croix de transmission interne

Ensuite, les récupérations observées sont liées aux viabilités des composants par : 1)

récupération des mâles mutantDp dans le croisement de la transmission maternelle = x/b 2) récupération des mâles mutantDp dans le croisement paternel = y/c 3) récupération des mâles de l'Oregon-R dans le croisement de la transmission maternelle = a/b 4) récupération des mâles de l'Oregon-R dans le croisement paternel = a/c et l'effet maternel peut être calculé comme : (x/y) = (1) X (4143) x (2).

Le paramètre d'effet maternel développé dans la section précédente a une valeur proche de 1 en l'absence d'effet maternel, et une valeur de 0 si les mâles mutants Dp sont totalement inviables dans le croisement à transmission maternelle, mais parfaitement viables dans le croisement à transmission paternelle. Valeurs supérieures à 1 reflètent à la fois la dispersion statistique et la présence de semi-létales liés à l'X sans région blanche de zeste, comme décrit ci-dessus. Encore une fois en utilisant 2

effet interne chez les mâles e3Dp(14)mg à 19' est:

0.09 (récupération observée de e3Dp fils de e3/y pnmères)

0.92 (récupération observée des fils Ore-R des mères Ore-R/y pn)

1.18 (récupération observée des fils e3Dp de mères attachées-X)

1.18 (récupération observée des fils Ore-R de mères attachées-X)

Les résultats sont résumés dans le tableau 4 où l'effet maternel a été calculé pour tous les mutants dans les quatre conditions expérimentales. Plusieurs éléments sont à noter :

Interactions létales maternelles-zygotiques de mutants de la région zeste-blanc

Locus allèle 19' z w l

zw2 zw3 zw4 zw5 zw6 zw7 zw8 zw9

d13 d13 c21 123 b11 h22 k22 b12 d28 i24 k16 g24 e4

il a25 b23 e5 e3 31x g2O j25 44j 6b 810 k18 k18 h10 i20 A223 g28 1.23 0.50 0.02* 0.19 0.04 0.04 0.08 0.65 0.08 0.06 1.06 0.88 0,55 1,32 1,09 0,78 0,60 0,04* 0,14 0,46 0,10 0,31 0,15 0,19 0,03* 0,59 0,35 0,10* 0,69* 0,92 1,14 1,23 0,04*

250 25" 290 1.99 1.31 0.50* 0.71 0.11 0.10 0.15 0.68 0.39 0.53 1.06 1.41 1.61 1.67 1.27 0.97 1.18 0.05* 0.43 0.54 1.06 1.32 1.06 0.36 0.20* 0.88 0,78 0,46* 1,20* 1,09 1,24 1,39 fl.45*

0.55 1.09 1.06 1.40 0.73 1 1 6

Proximal w+y couvert semi-létal réduit

Phénotype oculaire recombinant semi-létal-libre

Les transformations homéotiques dans le maternel-ef-

Transformations homéotiques chez les échappés à effet maternel

Ailes sous-vitales étroitement liées tendues

Semi-létale sensible à la température Semi-létale sensible à la température Bobbed

bobbed' recombinant Semi-létal

zwll je suis un 0.76 1.27 1.89 1.56

0 5 0.83 1.64 1.66 1.44

g3 0,68* 0,95* 0,39* 0,72* Proximal w + Osemi-létal couvert

zw12 k9 1,31 1,67 1,70 1,30 Semi-létal

zw13 e50 0,47 0,63 Non-disjonction sensible au froid chez le mutant/

13 0,01 0,14 Non-disjonction sensible au froid chez le mutant/ w + Omâles

L'effet de l'hétérozygotie des mutants maternels sur la survie des mâles mutants Dp est calculé comme suit

* Récupération des mâles mutantDp dans le croisement de la transmission maternelle. Non corrigé pour le contrôle ou pour décrit dans le texte.

rétablissement en croix de transmission paternelle.

deux allèles z w l l ont donné des résultats suggestifs, mais s'il y a un effet, ce n'est certainement pas frappant, et il est probablement plus sûr d'écarter les résultats de z w l d 2 2 3 en raison de la présence de bb.

2) Il existe des effets nettement différents des différents allèles dans de nombreux loci, même parmi les allèles qui ne montrent aucune fuite dans un simple test de létalité. De telles différences peuvent être observées entre les allèles de zwl, zw3, zw4, zw7, zw8 et zw13. Dans un cas (zw3), la différence approche un ordre de grandeur.

3) Même certains allèles semi-létaux et sensibles à la température montrent une interaction maternelle-zygotique -

123. Vraisemblablement, les mâles mutants Dp survivent tous dans ces cas, mais les évadés mutants non Dp sont sensibles au déficit ovocytaire.

4) Bien qu'aucune tentative n'ait été faite pour surveiller de près les phénotypes des survivants, un effet maternel morphologique intéressant était évident. Pour deux allèles zw3, les survivants mutantDp de l'effet maternel présentent de fréquentes transformations homéotiques ataviques, de délétion et de duplication d'image miroir (GARCIA-BEL-

LIDO 1977) correspondant à la mort cellulaire dans les disques imaginaux. Aucune transformation homéotique n'a été observée chez les fils mutants Dp de mères normales, et la fréquence des transformations était plus élevée à 19' où la survie était plus faible. Par exemple, pour

, 8 mouches transformées ont été observées chez 15 survivants à 1 9 O , alors qu'à 25 & 34, 10 mouches transformées ont été trouvées parmi 158 survivants. Des transformations de l'œil/de l'antenne, des pattes et des disques alaires ont été observées. Des transformations similaires avaient été notées dans des plaques de tissu mâle chez les gynandromorphes zw3 (T. KAUFMAN, communication personnelle). Bien que périphérique à ce rapport, cette observation suggère que la viabilité marginale fournie par le système mutantDp pourrait être utile pour exposer des phénotypes développementaux intéressants.

644 L. G. ROBBINS DISCUSSION

Au moins 10 du 13 Les loci létaux de la région zeste-blanc sont actifs à la fois maternellement et zygotiquement, et à la fois les produits géniques emballés par la mère et codés zygotiquement sont utilisés au cours du développement. Le comportement des trois autres gènes est théorique. Les tests sur un échantillon limité d'allèles ne sont pas suffisants pour exclure la fonction du gène maternel. La détection d'un composant maternel dépend d'activités génétiques maternelles et zygotiques suffisamment réduites, et un hypomorphe peut ne pas remplir cette condition. Il est évident d'après la variation de réponse parmi les allèles à ces gènes qui sont manifestement actifs à la fois maternellement et zygotiquement, que la plupart des mutants zeste-blanc sont des hypomorphes. En effet, l'interaction mère-zygotique permet un classement approximatif de l'activité résiduelle de nombreuses mutations.

Bien que ces expériences dépendent de l'interaction entre un défaut maternel partiel et un dysfonctionnement zygotique partiel, l'observation que des différences croisées réciproques se produisent avec plusieurs mutants assez fuyants suggère que l'exploration du chevauchement de l'utilisation des informations maternelles et zygotiques ne doit pas être limitée à la conditions expérimentales particulières utilisées ici. Ces expériences nécessitaient la disponibilité d'une duplication variée pour la région d'intérêt, et nécessitaient un niveau particulier d'activité dans la duplication. Bien que d'autres régions du génome puissent être sondées de la même manière, il est peu probable que de nombreuses duplications avec exactement le bon degré de panachure soient disponibles. Il devrait cependant être possible de rechercher de novo des hypomorphes qui répondent à l'hétérozygotie mutante ou déficitaire maternelle.

Pourquoi les fils mutants Dp de mères mutantes hétérozygotes meurent-ils ? Ces résultats impliquent que la plupart des gènes de la région zeste-blanc sont actifs à la fois maternellement et zygotiquement, et que les deux sources de produits géniques sont utilisées pour le développement, ils ne suggèrent pas que ces produits géniques soient essentiels à un processus de développement particulier. La constatation d'un défaut de zw3des mutants qui n'apparaissent pas avant la détermination des disques imaginaux implique, en revanche, que des défauts très précoces de l'activité des gènes peuvent entraîner des défauts de développement beaucoup plus tardifs. De plus, les divers mutants zeste-blanc ont des phases efficaces létales assez divergentes. (SHANNON et al. 1972), même si l'activité de la plupart des gènes est nécessaire dès le conditionnement de l'œuf.

La létalité causée par les anomalies maternelles partielles semble être non spécifique. Comme le montre le tableau 5, les comparaisons des interactions mère-zygotique trouvées pour les déficiences avec les produits de la survie de mutants individuels sont généralement cohérentes avec des effets cumulatifs indépendants sur le bien-être général des zygotes. Ainsi, comme pour les effets de l'aneuploïdie sur la survie zygotique (LINDSLEY et Al. 1972), l'homéostasie générale, plutôt que l'existence de fonctions critiques individuelles, se reflète dans l'interaction létale mère-zygotique.

Il devrait être utile, dans la réflexion sur le rôle des gènes dans le développement, de distinguer l'action des gènes des actions et interactions des produits géniques. On peut suggérer qu'une activité génique précoce, et peut-être continue, est nécessaire pour de nombreux produits qui sont soit utilisés en continu, soit stockés pour une utilisation ultérieure (DA-

Comparaison des interactions mère-zygotique des carences et mono-cistron mutation

Survie de Df Attendu Locus zeste-blanc Hommes de l'IDD survie

W rJ2 258-45

1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 0.0

2, 3, 5, 6, 7, 9, 11, 12, 13 0.0

0.0 0.0

Les résultats de carence sont tirés de ROBBINS (1980), les résultats des mutants sont tirés du tableau 4. Survie attendu si les effets mutants sont indépendants est calculé comme le produit des effets des plus allèles amorphes qui sont dans les chromosomes exempts de mutations confusionnelles. Survies par effet maternel supérieur à 1 ont été pris comme 1,0 pour ces calculs. Toutes les comparaisons concernent des croisements de Dp(l4)mg à 25' sauf indication contraire.

indicateurs fiables du moment de l'activité des gènes. Ils peuvent ne refléter que le stade auquel les besoins de développement dépassent le niveau d'un produit génique stocké défectueux. En variante, une phase efficace létale et/ou une période sensible à la température pourraient marquer le moment auquel un produit génique stocké est utilisé.

Les produits génétiques sont-ils utilisés en continu ou sont-ils stockés pour une utilisation ultérieure ? Si un produit génique est utilisé en continu, la fréquence de létalité et l'heure de la mort seraient sensibles au niveau et au moment de l'activité des gènes. Dans ce cas, si l'activité des gènes est réduite, davantage de mouches mourront et elles mourront plus tôt. Si une produit génique est stocké pour être utilisé à un moment donné, la fréquence de la létalité, mais pas l'heure de la mort, serait sensible au niveau et au moment de l'activité du gène. Dans ce cas, si l'activité génique est réduite, davantage de mouches mourront, mais elles mourront, comme auparavant, au moment où le produit génique est nécessaire. La méthodologie utilisée ici pour exposer les interactions mère-zygotique peut être étendue pour discriminer entre ces possibilités.

Les preuves moléculaires indiquent une activité transcriptionnelle assez générale à la fois avant et après la fécondation (DAVIDSON et al. 1982), bien que la diversité des transcrits observée puisse refléter l'incapacité à résoudre l'activité génétique différentielle dans différents types de cellules. De plus, au moins pour les protéines abondantes, des changements majeurs de traduction ne sont pas observés au début du développement (SAVOINI et al. 1981). L'information moléculaire, cependant, ne dit rien sur comment, ou quand, les produits génétiques sont utilisés. GARCIA-BELLIDO et Moscoso DEL PRADO (1979) ont évalué

survie embryonnaire dans une série de croisements réciproques d'hétérozygotes déficitaires. Même si leur procédure était moins sensible que la technique du mutantDp, ils ont pu identifier un certain nombre de régions dans le génome qui contiennent des gènes codant pour des fonctions maternelles et zygotiques qui se chevauchent. De plus, une série de délétions et de mutants ponctuels létaux et semi-étaux localisés à l'extrémité de la X chromosome à travers la région salivaire 11A (bien au-delà de la région zeste-blanc) ont été testés pour la fonction au cours du développement de la lignée germinale (GARCIA-BELLIDO et ROBBINS 1982). La plupart des gènes étudiés dans cette expérience sont nécessaires à la survie de la lignée germinale ainsi qu'au développement zygotique. Bien que des preuves rigoureuses attendent d'autres expériences, l'hypothèse de travail suivante s'impose :

La plupart des gènes essentiels de la drosophile sont actifs à la fois pendant l'emballage de l'œuf non fécondé et dans l'embryon en développement (ainsi que pendant le développement de la lignée germinale). Ils peuvent même être constitutivement actifs tout au long du développement.

Les produits de ces gènes, qu'ils soient fabriqués à un stade ou à un autre, ne sont pas rejetés. Ils sont finalement utilisés, soit en continu, soit après avoir été accumulés pour être utilisés à un stade spécifique ou dans un tissu particulier. Ainsi, cette activité génique n'est pas simplement une conséquence secondaire inutilisée de l'activation de gènes « importants ».

La séquence de développement n'a pas besoin de refléter l'activité séquentielle des gènes « développementaux », mais peut refléter une séquence de transitions majeures et mineures dans l'utilisation de produits de gènes que l'on serait autrement tenté de considérer comme sans importance pour le développement. La transcription n'est pas le seul niveau auquel la régulation du développement pourrait se produire. Tout ou partie cf

les processus impliqués dans le transport de l'ARN, la maturation de l'ARN, la traduction, la modification post-traductionnelle, la translocation des protéines, le stockage et l'assemblage structurel pourraient être impliqués. Si une grande partie du génome est constitutivement active, nous devrions concentrer au moins une certaine attention plus en aval sur l'utilisation biologique de l'information génétique.

les effets peuvent refléter l'hétérozygotie des mutants maternels et des interactions non spécifiques plutôt que régulatrices (THIERRY-MIEG 1982) et le moment de l'expression phénotypique peut refléter les propriétés quantitatives et qualitatives de l'action des gènes. Nous sommes loin de comprendre la séquence du développement, mais nous devons prêter attention aux gènes qui sont constitutifs ainsi qu'à ceux qui sont « régulés par le développement ».

je Je suis reconnaissant à NANCY VEENSTRA pour son aide dans la réalisation de ces expériences et à THOMAS FRIEDMAN, BRUCE MCKEE et ELLEN SWANSON pour leurs critiques du manuscrit. Recherche soutenue par la National Science Foundation dans le cadre des subventions PCM 79-01824 et PCM 82-02662 et par la subvention BRSG 2-507 RR07049-15 décernée par le Biomedical Research Support Grant Program, Division of Research Resources, National Institutes of Health.

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Introduction

L'allongement de la durée de vie par restriction alimentaire (RD) a été démontré dans une grande variété d'organismes (Weindruch & Walford, 1988). C'est principalement chez les rongeurs, cependant, que la majorité des recherches ont été effectuées, laissant des lacunes importantes dans nos connaissances sur la réponse à la RD chez d'autres espèces. En particulier, Drosophila melanogaster est un organisme controversé en ce qui concerne l'étude du régime alimentaire et de la longévité dans la mesure où certains chercheurs considèrent la mouche des fruits comme une exception à l'effet DR ( Le Bourg & Minois, 1996 Foley & Luckinbill, 2001 ). Ce malentendu découle des nombreuses lacunes qui subsistent dans les recherches disponibles sur l'alimentation et le vieillissement chez les Drosophile. Bien que de grands progrès aient été accomplis dans l'utilisation d'un Drosophile modèle pour la dissection de la relation génétique entre la RD et la longévité, notre connaissance des autres aspects de la réponse de la mouche à des conditions alimentaires variées fait défaut.

Malgré ces rapports contradictoires, les recherches sur la RD chez la mouche des fruits continuent de donner des résultats remarquables.La réduction des calories alimentaires a été utilisée avec succès pour prolonger la longévité des hommes et des femmes adultes Drosophile dans diverses études ( Chapman & Partridge, 1996 Rogina et al., 2002 ). L'ampleur de l'extension de la durée de vie en réponse à la RD est accentuée chez les mouches femelles, peut-être en raison d'une interaction supplémentaire avec les modèles de fertilité, qui sont sensiblement modifiés par des changements dans les conditions alimentaires ( Chapman & Partridge, 1996 Magwere et al., 2004 ). De plus, la réponse de la durée de vie aux changements de régime alimentaire a une forte composante génétique, avec l'apport de la voie de signalisation de l'insuline et des régulateurs transcriptionnels ( Clancy et al., 2002 Pletcher et al., 2002 Rogina et al., 2002 ).

Au cours de ces constatations, des aspects plus fondamentaux de la Drosophile réponse à DR ont été ignorés. Contrairement à la longue histoire de la recherche sur l'alimentation et la longévité chez les rongeurs, une compréhension fondamentale de la construction expérimentale pour les études de RD chez les rongeurs Drosophile manque. Ainsi, il y a eu relativement peu d'enquêtes sur les habitudes alimentaires des Drosophile adultes (Edgecomb et al., 1994 Carey et al., 2002 ). De même, peu de choses ont été écrites sur la santé relative et la comparabilité des régimes alimentaires utilisés dans la recherche sur la RD chez les mouches. De plus, avec une prépondérance des recherches actuelles axées sur les mutations génétiques qui modulent l'effet DR et utilisent des stocks non consanguins comme témoins pour ces lignées mutantes, ces résultats peuvent être difficiles à appliquer à d'autres projets cherchant à utiliser le modèle DR pour disséquer d'autres aspects de la processus de vieillissement.

L'importance de ces questions s'étend au-delà de l'efficacité et de la facilité d'applicabilité de la RD pour avoir un impact sur la durée de vie des organismes modèles à la valeur potentielle de la RD en tant qu'outil pour l'étude d'une gamme de processus qui ont un impact sur la progression du vieillissement. À cette fin, ce rapport se concentre sur les questions suivantes : l'ampleur de l'effet de l'alimentation sur Drosophile durée de vie, l'impact des calories alimentaires sur la cinétique de mortalité des Drosophile les populations et les effets des calories alimentaires modifiées sur les phénomènes liés à la durée de vie tels que la fertilité et les niveaux d'activité basale.


Héritage lié à l'X

Les chromosomes * s que les mâles et les femelles possèdent dans des ensembles appariés sont appelés autosomes * s. Les chromosomes X et Y qui déterminent le sexe d'un individu chez les mammifères suivent un schéma différent et sont appelés allosome * s. Les gènes présents sur les chromosomes X et Y sont appelés gènes liés au sexe. Les gènes liés au sexe sur le chromosome X sont des gènes liés à l'X. Les gènes du chromosome Y sont liés à l'Y.

Les femelles ont deux chromosomes X. Les mâles ont un chromosome X et un chromosome Y.

Les femelles ont deux chromosomes X. Les mâles ont un chromosome X et un chromosome Y.

Avec à la fois un chromosome X et un chromosome Y, les mâles héritent à la fois des traits liés aux X et aux Y, tandis que les femelles n'héritent que des traits liés à l'X. Comme les mâles n'ont qu'une seule copie de chaque chromosome sexuel, ils sont hémizygotes pour tous les gènes liés au sexe, et ils expriment toujours le phénotype * de l'allèle * qu'ils obtiennent. En d'autres termes, leurs phénotypes correspondent toujours à leur génotype * s.

Les femelles reçoivent deux copies des gènes liés à l'X, démontrant les modèles d'expression dominants-récessifs les plus typiques des traits non liés au sexe.

Ces modèles font que les modèles d'expression des traits liés au sexe diffèrent entre les descendants mâles et femelles.

Le chromosome X est plus grand et contient plus de gènes que le chromosome Y, donc la plupart des traits liés au sexe sont des traits liés à l'X.

Les mouches des fruits de type sauvage ont les yeux rouge foncé, mais il existe des allèles récessifs de ce gène de la couleur des yeux (appelé gène blanc) qui font que les individus ont les yeux blancs. En tant que trait récessif, le phénotype de l'œil blanc est masqué par la présence d'un allèle de type sauvage (codant pour le rouge). Si le gène blanc était sur un autosome, il présenterait des modèles d'héritage mendéliens classiques. Cependant, le gène est sur le chromosome X, ce qui en fait une excellente illustration des modèles d'hérédité liés au sexe.

Sélectionnez un homme et une femme pour le P1 génération et cliquez sur « commencer » pour explorer les modèles d'héritage de la couleur des yeux chez les mouches des fruits :

Étant donné que ce gène particulier qui contrôle la couleur des yeux se trouve sur le chromosome X, les femelles (XX) en portent deux copies et les mâles (XY) n'en portent qu'une. Chez les femelles, la présence d'un allèle codant pour le rouge dominant (X W ) produira des yeux rouges même si l'individu est hétérozygote pour l'allèle blanc. Les femelles peuvent être :

  • Homozygote dominant pour l'allèle codant rouge - génotype : X W X W phénotype : yeux rouges.
  • Hétérozygote - génotype X W X w phénotype : yeux rouges.
  • Homozygote récessif avec deux allèles de codage blancs - génotype X w X w phénotype yeux blancs.
Trois combinaisons d'allèles possibles chez les femelles.

Avec une seule copie du chromosome X, tous les mâles sont hémizygotes pour ce gène. Ils n'ont que deux options :

Deux combinaisons d'allèles possibles chez les mâles.

L'observation du ratio d'individus mâles et femelles aux yeux rouges et blancs produits avec des croisements réciproques * es montre la différence entre les modèles d'hérédité mendéliens liés au sexe et classiques. Les croisements réciproques impliquent le croisement de véritables individus reproducteurs aux yeux rouges et blancs.

Deux croisements réciproques sont possibles A) une femelle de race pure aux yeux rouges avec un mâle aux yeux blancs et B) une femelle de race pure aux yeux blancs avec un mâle aux yeux rouges.

Effectuer le premier croisement réciproque : une femelle de race pure aux yeux rouges (homozygote dominante) avec un mâle de race pure aux yeux blancs (hémizygote récessif) donne une génération F1 entièrement composée d'individus aux yeux rouges. 100% de la génération F1 ayant les yeux rouges est cohérent avec ce qui serait prédit sur la base de l'hérédité mendélienne d'un allèle récessif. Cependant, avec un gène lié à l'X, la raison des yeux rouges diffère entre les hommes et les femmes.

Tous les descendants femelles sont hétérozygotes, recevant un chromosome X avec un allèle rouge de leur mère et un chromosome X avec l'allèle blanc de leur père. La présence de l'allèle rouge de la mère masque l'allèle blanc. Les descendants mâles n'ont qu'un seul chromosome X, qu'ils ont reçu de leur parent femelle. Étant donné que le parent femelle est homozygote, quel que soit l'allèle obtenu par les mâles, ils recevront un allèle yeux rouges.

Les femelles ont les yeux rouges car la présence de la copie récessive est masquée. Les mâles ont les yeux rouges parce qu'ils n'ont qu'une seule copie du gène, et cette copie est pour l'allèle rouge.

Le phénotype et le génotype des femelles sont cohérents avec les modèles découverts par Mendel, mais les mâles, en tant qu'hémizygotes, ne le sont pas.

Les différences entre les sexes deviennent plus apparentes dans un croisement utilisant le mâle F1 aux yeux rouges et les femelles F1 aux yeux rouges. Ce croisement produit un ratio de 3 : 1 d'individus aux yeux rouges et aux yeux blancs, mais tous les individus aux yeux blancs sont des hommes. Aucune femelle n'a les yeux blancs parce qu'elle a reçu l'un de ses chromosomes X de son père hémizygote dominant aux yeux rouges. Les descendants mâles ont tous reçu leur chromosome X unique du parent femelle hétérozygote, donc la moitié a reçu un allèle rouge et la moitié a reçu un allèle blanc.

Trois premières générations du premier croisement réciproque.

Les modèles d'héritage avec l'autre croisement réciproque (femelle homozygote récessive avec mâle hémizygote dominant) s'écartent plus rapidement du modèle mendélien. La génération F1 contient une proportion égale d'individus aux yeux blancs et rouges, mais tous les mâles ont les yeux blancs et toutes les femelles ont les yeux rouges.

Trois premières générations du deuxième croisement réciproque.

Croiser à nouveau ces F1 donne un rapport de 1: 1 d'individus aux yeux rouges et blancs, mais dans le F2, la moitié de la progéniture femelle et la moitié de la progéniture mâle ont les yeux rouges.

Dans les deux croisements réciproques, les modèles d'hérédité au-delà de la génération F2 varient en fonction des individus F2 choisis pour le croisement.

Les phénotypes récessifs liés à l'X sont plus fréquemment observés chez les mâles car les mâles sont hémizygotes pour les traits liés au sexe. Les femelles peuvent être hétérozygotes pour un trait et donc porter l'allèle récessif sans l'exprimer. Ces femelles porteuses ont 50% de chances de transmettre les allèles récessifs à leur progéniture mâle. Ces descendants mâles ne peuvent pas être porteurs. S'ils reçoivent l'allèle récessif, ils exprimeront le trait récessif.

Les femelles exprimant des traits récessifs nuisibles comme l'hémophilie sont particulièrement rares parce que la seule façon pour une femelle d'être plus qu'un porteur est qu'une femelle porteuse produise une fille avec un mâle affecté. Le cas extrême d'une femelle affectée s'accouplant avec un mâle affecté produit une progéniture affectée à 100 %.

Testez votre compréhension des modèles discutés ci-dessus avec le gène lié à l'X, remplissez le vide et les questions à choix multiples


Recherche

Je suis un généticien évolutionniste qui s'intéresse davantage aux propriétés générales des systèmes génétiques qu'à l'histoire ou à la fonction de gènes spécifiques.

Je pose des questions telles que : les descendants d'origine sexuelle sont-ils plus en forme que les descendants d'origine asexuée (et pourquoi) ? Les taux de mutation et de recombinaison changent-ils avec la condition ? Si oui, pourquoi cela aurait-il de l'importance ? Dans quelle mesure les populations sont-elles alourdies par des allèles délétères ? Comment les facteurs écologiques et génétiques affectent-ils cette charge ? J'aborde ces problèmes à la fois théoriquement et empiriquement en utilisant plusieurs systèmes biologiques, dont la puissante mouche des fruits, Drosophila melanogaster (quelques mutants sympas sont illustrés ici). Notre travail empirique couvre les approches expérimentales classiques de la génomique évolutive moderne.

Sexe et mélange génétique en utilisant la théorie, les expériences et la génomique

En théorie:La plupart des plantes et des animaux se reproduisent sexuellement plutôt qu'asexuellement, mais pourquoi en est-il ainsi ? Pourquoi les organismes devraient-ils continuellement mélanger leurs génomes ? C'est l'un des grands problèmes en suspens de la biologie évolutive. Lorsque les organismes se reproduisent sexuellement, deux processus génomiques, la ségrégation et la recombinaison, permettent le brassage des gènes et la production de génotypes de descendance différents de ceux des parents. Comment ces différents processus contribuent-ils à l'évolution du brassage génétique ? [PDF] Je suis intéressé à comprendre les avantages de la ségrégation et de la recombinaison au niveau du groupe et au niveau des gènes. Parce qu'une variété d'idées différentes ont été avancées comme solutions possibles au problème déroutant du « pourquoi le sexe ? », ce travail a suscité un intérêt dans plusieurs domaines connexes, notamment la charge de mutation, la coévolution hôte-parasite et la plasticité dans processus génomiques. Les modèles théoriques nous permettent d'évaluer plus rigoureusement les idées sur ce qui maintient le sexe et quelles sont les conséquences d'avoir peu ou pas de sexe. La modélisation théorique est la première de plusieurs approches que nous utilisons pour étudier le sexe.

La plupart des plantes et des animaux se reproduisent sexuellement plutôt qu'asexuellement, mais pourquoi en est-il ainsi ? Pourquoi les organismes devraient-ils continuellement mélanger leurs génomes ? C'est l'un des grands problèmes en suspens de la biologie évolutive. Lorsque les organismes se reproduisent sexuellement, deux processus génomiques, la ségrégation et la recombinaison, permettent le brassage des gènes et la production de génotypes de descendance différents de ceux des parents. Comment ces différents processus contribuent-ils à l'évolution du brassage génétique ? [PDF] Je suis intéressé à comprendre les avantages de la ségrégation et de la recombinaison au niveau du groupe et au niveau des gènes. Parce qu'une variété d'idées différentes ont été avancées comme solutions possibles au problème déroutant du « pourquoi le sexe ? », ce travail a suscité un intérêt dans plusieurs domaines connexes, notamment la charge de mutation, la coévolution hôte-parasite et la plasticité dans processus génomiques. Les modèles théoriques nous permettent d'évaluer plus rigoureusement les idées sur ce qui maintient le sexe et quelles sont les conséquences d'avoir peu ou pas de sexe. La modélisation théorique est la première de plusieurs approches que nous utilisons pour étudier le sexe.

Avec les rotifères : Les études en laboratoire nous permettent de tester des éléments de la théorie dans des systèmes réels maintenus dans des conditions bien contrôlées (bien qu'artificielles). Il y a plusieurs années, nous avons commencé un programme expérimental utilisant le rotifère sexuel facultatif Brachionus calyciflorus(illustré ici) pour tester les prédictions théoriques sur les types de conditions qui favorisent l'augmentation des taux de sexe. Par exemple, nous avons récemment confirmé expérimentalement une prédiction théorique classique selon laquelle des taux plus élevés de sexe sont favorisés pendant l'adaptation [PDF]. Utiliser des manipulations supplémentaires qui décortiquent les mécanismes génétiques de la population favorisant le sexe. Ces résultats ont révélé que le sexe est favorisé, comme le prédit la théorie, parce que les allèles de sexe élevé sont associés à des allèles adaptatifs plutôt que parce que le sexe crée des combinaisons de gènes bénéfiques. en soi. Nous continuons à utiliser des rotifères pour tester d'autres aspects de la théorie du maintien du sexe ainsi que la théorie des conséquences de l'évolution sans aucun sexe.

Aux lentilles d'eau : La théorie et les expériences en laboratoire éclairent les principes de base, mais nous nous efforçons finalement de comprendre la sélection sur le sexe et les conséquences du sexe élevé par rapport au sexe faible dans les systèmes naturels. En collaboration avec Stephen Wright, nous avons récemment commencé à étudier un groupe de plantes à sexualité facultative, les lentilles d'eau (petites plantes aquatiques à croissance rapide). Nous utilisons la génomique des populations pour estimer la fréquence de la reproduction sexuée dans différentes populations et différentes espèces. Nous utilisons également l'inférence génétique des populations pour quantifier l'efficacité de la sélection à travers le génome afin de demander si les populations ou les espèces plus sexuées présentent des taux d'adaptation plus élevés et/ou une fréquence plus faible d'allèles délétères. Dans le cadre de notre inférence génomique des populations, nous menons des expériences pour mesurer les taux de recombinaison, de mutation et de conversion génique. En plus de la génomique, nous étudierons les conséquences du sexe sur la condition physique sur le terrain. Notre objectif est non seulement de déduire les mécanismes génétiques de la population maintenant le sexe, mais nous espérons pouvoir mieux comprendre les agents écologiques de sélection grâce à des expériences de manipulation sur le terrain.

Biologie évolutive des mutations délétères

La mutation est la source ultime de variation génétique, mais la grande majorité des nouvelles mutations sont délétères. Ces mutations délétères réduisent la valeur adaptative moyenne, un phénomène connu sous le nom de charge de mutation (voir la revue). La charge de mutation peut être importante. Par exemple, sous les hypothèses les plus simples, la théorie classique prédit que les mutations délétères réduiront la valeur adaptative moyenne de plus de 60 % si, en moyenne, il y a une seule mutation délétère par génome par génération. En raison du potentiel des mutations à avoir des effets aussi importants sur la valeur adaptative moyenne, les biologistes ont postulé que les mutations délétères peuvent être un facteur clé sous-jacent à une grande variété de phénomènes importants, notamment l'extinction de la population, le maintien de la variance génétique, l'évolution de la reproduction sexuée et l'évolution de la taille et de la complexité du génome. Parce que les allèles délétères affectent la santé des individus et réduisent la productivité des populations, les allèles délétères sont également importants en ce qui concerne les questions appliquées telles que la santé publique, la conservation et la gestion des ressources biologiques. Je suis intéressé à comprendre le processus mutationnel lui-même et à savoir si nous pouvons apprendre des principes généraux sur la façon dont la sélection élimine les allèles délétères.

Taux de mutation et spectres
Ce n'est que récemment qu'il est devenu possible d'obtenir de bonnes estimations du taux de mutation et nous en savons peu sur la variation du taux de mutation. Pour des raisons à la fois évolutives et de santé publique, je me suis particulièrement intéressé à la possibilité que des individus en mauvaise santé puissent avoir des taux de mutation élevés. À l'aide de mouches des fruits, nous avons découvert que les femelles en mauvais état ont une capacité réduite à réparer les dommages à l'ADN (disponible auprès de PLoS ici) et que les mouches en état bas et en état élevé utilisent différents types de voies de réparation pour réparer les cassures double brin [PDF] . Dans une autre étude, nous avons trouvé des preuves que les mouches avec des génotypes de faible qualité semblent présenter des taux de mutation élevés [PDF]. Nous utilisons maintenant des données génomiques pour découvrir quels types de mutations (par exemple, substitutions de paires de bases, indels) se produisent plus souvent chez les mouches de qualité inférieure ou supérieure.

Sélection sur mutations délétères
La fréquence des allèles délétères dépend de la vitesse à laquelle ils entrent dans une population par mutation mais aussi de la force de sélection par laquelle ils sont éliminés. Il existe de nombreux exemples démontrant que la sélection sur des mutations particulières dépend du contexte, mais mon groupe souhaite savoir s'il existe des principes généraux sur la sélection. Certains environnements sont-ils plus sélectifs que d'autres ? Si oui, pourquoi? Dans quelle mesure les effets mutationnels dépendent-ils du fond génétique dans lequel ils sont mesurés ? Est-ce important que le fond génétique soit adapté à l'environnement ou non ? Dans une étude récente, nous avons découvert que la sélection contre un ensemble de mutations chez les mouches était affectée par l'environnement, mais pas par le fait que le fond génétique était adapté ou non à cet environnement [PDF]. À partir d'une revue de la littérature [PDF], nous avons trouvé peu de soutien pour l'idée que le stress augmente la sélection moyenne, mais il y avait des preuves indirectes que la compétition dépendante de la densité pourrait être importante. Motivés par cela, nous avons récemment mesuré la sélection par rapport aux génotypes consanguins (c'est-à-dire la dépression de consanguinité) dans 22 environnements, caractérisés à la fois par le stress et la dépendance à la densité, trouvant que ce dernier était un meilleur prédicteur de sélection (Yun et Agrawal, sous presse).

Sélection sexuelle et mutations délétères
La plupart des mutations sont susceptibles d'être délétères chez les hommes et les femmes. Chez les mâles, une grande partie de l'effet de remise en forme peut se produire par un succès d'accouplement réduit. Pour cette raison, la sélection sexuelle peut être une force puissante aidant à purger les allèles délétères. En effet, nous avons constaté que la sélection chez les mouches est plus forte chez les mâles que chez les femelles sur les mutations des marqueurs phénotypiques [PDF] et les mutations spontanées [PDF]. En outre, nous avons constaté que la condition physique masculine est plus sensible à la condition que la condition physique féminine dans plusieurs environnements d'essai différents, variant en fonction de la disponibilité des ressources clés [PDF]. Des résultats tels que ceux-ci suggèrent que la sélection sexuelle devrait aider à éliminer les allèles délétères, mais d'autres ont trouvé des preuves que la sélection sexuelle peut entraver la sélection naturelle sur les femelles si les mâles harcèlent préférentiellement les femelles de bonne qualité. Avec Howard Rundle (U Ottawa), nous avons exploré si l'arène des interactions d'accouplement contrôle l'équilibre entre les effets positifs de la sélection sexuelle sur la sélection des mâles et ses effets négatifs sur la sélection des femelles.

Autres Intérêts

Mes autres intérêts de recherche incluent le maintien de la variance génétique, l'antagonisme sexuel et l'évolution du dimorphisme sexuel, la coévolution hôte-parasite et la génétique de la spéciation. En plus de ces sujets, je m'intéresse à de nombreux autres aspects de la génétique des populations.


Remerciements

Nous remercions L. D. Mueller pour ses commentaires extrêmement utiles sur le manuscrit. Nous remercions l'Institut indien d'enseignement et de recherche scientifiques Mohali et le Département des sciences et technologies du gouvernement. de l'Inde pour la poursuite du financement du projet. Nous remercions également Pratip Chakraborty et Vinesh Shenoi pour leur aide au laboratoire. BN et VG remercient le Conseil pour la recherche scientifique et industrielle, Govt. de l'Inde, pour son aide financière sous la forme d'une bourse de recherche senior et ZSA remercie le Conseil pour la recherche scientifique et industrielle, Govt.de l'Inde, pour une aide financière sous la forme d'une bourse de recherche junior. MAS et SS remercient le Département des sciences et de la technologie, Govt. de l'Inde pour la bourse INSPIRE. NU remercie l'Académie indienne des sciences, le gouvernement. de l'Inde pour un soutien financier sous la forme d'une bourse de recherche d'été.


Voir la vidéo: Penjelasan Mutagenesis lalat buah Drosophila Melanogaster (Janvier 2022).