Identification of novel genes implicating in habituation of D. melanogaster, using Minos transposable element

Abstract

Habituation is a highly conserved form of non associative memory, where the response to repetitive harmless stimuli wanes. it is a process necessary for survival and energy saving. Defective habituation is related to human disorders such as schizophrenia. For this reason, identification of new genes and mechanisms underlying this process is essential. In this study, a genetic screen using the Minos modified transposon MiMIC was performed, to identify genes implicated in habituation of D. melanogaster. 12 new genes emerged from the screen while 3 of them (Btk,Tau, rut) were analysed further. Moreover, the specific neuronal subsets (α'/β') for the onset of habituation were identified and it was shown that defective habituation can be restored after administration of the antipsychotic drugs clozapine and risperidone. Thus, Drosophila can be a potent model to study habituation as an endophenotype of schizophrenia and identification of pertinent genes.

Η εξοικείωση αποτελεί μια πολύ συντηρημένη μορφή μη συνειρμικής μνήμης κατά την οποία η απόκριση σε επαναλαμβανόμενα, ακίνδυνα ερεθίσματα μειώνεται. Είναι μια διαδικασία απαραίτητη για την επιβίωση των οργανισμών και την εξοικονόμιση ενέργειας. Η ελλειμματική εξοικείωση σχετίζεται με ανθρώπινες διαταραχές όπως η σχιζοφρένεια. Για το λόγο αυτό η εύρεση γονιδίων αλλά και μηχανισμών που διέπουν τη διαδικασία είναι απαραίτητη. Στην παρούσα διατριβή, πραγματοποιήθηκε γενετική σάρωση χρησιμοποιώντας το τροποποιημένο Minos μεταθέσιμο γενετικό στοιχείο MiMIC, με σκοπό την εύρεση γονιδίων που συμμετέχουν στην εξοικείωση στη D. melanogaster. Από την σάρωση προέκυψαν 12 νέα γονίδια εκ των οποίων τα 3 από αυτά (Btk, Tau, rut) μελετήθηκαν περαιτέρω. Επίσης, εντοπίστηκαν τα συγκεκριμένα νευρωνικά υποσύνολα (α'/β' νευρώνες των μισχοειδών σωματίων) στα οποία πραγματοποιείται η εξοικείωση και δείχθηκε πως η ελλειμματική εξοικείωση μπορεί να αντιστραφεί μετά από την χορήγηση των αντιψυχωσικών φαρμάκων κλοζαπίνη και ρισπεριδόνη. Έτσι, καταδεικνύεται πως η D. melanogaster μπορεί να αποτελέσει ικανό μοντέλο για τη μελέτη της εξοικείωσης ως ενδοφαινοτύπου της σχιζοφρένειας αλλά και την εύρεση νέων σχετικών γονιδίων.