Estudio del papel de [alfa]-Catenina y otras proteínas de unión ala Actina en la contracción apical de las células de la Amnioserosa durante el Cierre Dorsal de Drosophila melanogaster

Tesis Doctoral inédita leída en la Universidad Autónoma de Madrid, Facultad de Ciencias, Departamento de Biología Molecular. Fecha de lectura: 21-07-2016Esta tesis tiene embargado el acceso al texto completo hasta el 21-01-2018Los diferentes cambios en la forma celular que se producen durante los procesos del desarrollo dependen en gran medida de la transmisión de las fuerzas generadas por el citoesqueleto de actomiosina a las membranas celulares. Con el objetivo de analizar la función de α-Catenina como nexo de unión entre el citoesqueleto de Actina y el complejo de adhesión Cadherina-Catenina durante un proceso morfogenético dinámico, estudiamos el requerimiento del dominio C-terminal de α-Catenina en la contracción apical de las células de la amnioserosa durante el cierre dorsal de Drosophila. Utilizando una serie alélica de α-Catenina con los dominios de unión a Actina y modulación de Vinculina mutados, determinamos el requerimiento esencial de α-Catenina en la región anterior del embrión, afectando a los procesos morfogenéticos de involución de la cabeza y del cierre dorsal. Con el análisis cuantitativo del cierre dorsal descubrimos que varios procesos celulares están afectados con independencia de los defectos en la involución de la cabeza. En concreto, se produce un enlentecimiento del cierre dorsal en embriones mutantes para α-Catenina con el dominio C-terminal truncado debido a la generación de defectos tanto en el cable supracelular de actomiosina como en la contracción apical de las células de amnioserosa. A través del análisis sub-celular de la dinámica del citoesqueleto de Actina en la región medio-apical revelamos que α-Catenina contribuye a la estabilización y formación de los focos de Actina y de esta manera regula el ciclo de contracción de las células de la amnioserosa. Además, α-Catenina tiene la función de estabilizar la molécula E-Cadherina a nivel de las membranas durante el cierre dorsal, sugiriendo que la maquinaria contráctil regula la estabilidad de las uniones adherentes. Por último, debido a que α-Catenina es una proteína multidominio capaz de interaccionar con diferentes proteínas, analizamos la localización y función de diferentes proteínas de unión a los filamentos de Actina durante el cierre dorsal. En particular, encontramos que α-Catenina y Vinculina interaccionan genéticamente, que Vinculina puede compensar parcialmente la falta de α-Catenina, y que existe un reclutamiento de Vinculina a la membrana apical dependiente de tensión. En general, nuestros resultados sugieren que Vinculina y α-Catenina forman parte de un complejo mecano-sensible en las células de la amnioserosa.Cell shape changes during morphogenesis depend to a great extend on forces transmitted from the actomyosin cytoskeleton to cell membranes. We analysed the role of α-Catenin as a physical linker between actin cytoskeleton and Cadherin-Catenin complex during the dynamic process of dorsal closure in Drosophila. In particular, we studied the requirement of α-Catenin C-terminal domain during amnioserosa apical contraction. We used allelic series for α-Catenin with mutations in either the actin binding domain or the Vinculin modulation domain and determined an essential requirement of α-Catenin in the anterior region of the embryo. This affected the morphogenetic process of head involution and dorsal closure. After quantitative analysis of dorsal closure we found many cellular processes affected, independently of the anterior head defects. Specifically, we found dorsal closure progression delay in α- Catenin mutant embryos with a truncated C-terminal domain. These embryos also developed defects in the actomyosin supracellular cable and in amnioserosa cells apical contraction. Sub-cellular analysis of actin cytoskeleton dynamics in the medioapical region revealed that α-Catenin regulates contraction pulses in amnioserosa cells through actin foci formation and stabilization. Besides, α-Catenin showed a role in ECadherin stabilization at the level of cell membranes during dorsal closure, suggesting that the actomyosin network machinery regulates adherens junctions stability. α- Catenin is a multi-domain protein with ability to interact with numerous proteins, thus we analysed the localization and function of different actin binding proteins during dorsal closure. In particular, we found a genetic interaction between α-Catenin and Vinculin, in which Vinculin partially rescues α-Catenin function. Furthermore, Vinculin is recruited to apical cell membranes in a tension dependent manner. Taken together, our data suggest the existence of a mechano-sensing complex formed by Vinculin and α-Catenin in amnioserosa cells