Canales iónicos que regulan la fisiología neuronal y el comportamiento circadiano en Drosophila melanogaster

NARA I. MURARO

Ciudad Autonoma de Buenos Aires

Seminario; Seminarios del Instituto de Investigaciones Farmacológicas, Facultad de Farmacia y Bioquímica, ININFA-CONICET-UBA; 2018

Instituto de Investigaciones Farmacológicas, Facultad de Farmacia y Bioquímica, ININFA-CONICET-UBA

Los ritmos circadianos se han estudiado en profundidad en la mosca de la fruta, identificándose un conjunto de genes y proteínas reloj que se entrelazan a través de circuitos de retroalimentación negativa que generan oscilaciones diarias. Estos genes reloj se expresan en aproximadamente 150 neuronas en el cerebro de Drosophila melanogaster. Entre ellas, se ha descubierto que las neuronas laterales ventrales (LNvs), que expresan el neuropéptido Pigment Dispersing Factor (PDF), desempeñan papeles cruciales actuando como el marcapasos circadiano central (el conjunto de LNv pequeñas) y en procesos de sueño/vigilia (el conjunto de LNv grandes). Sin embargo, se sabe poco sobre cómo se especifican las propiedades eléctricas de estas neuronas reloj, y qué mecanismos les permiten variar su actividad eléctrica diariamente. Para comenzar a responder a esta pregunta hemos realizado un rastrillaje genético del comportamiento circadiano, interfiriendo la expresión de canales iónicos dependientes de voltaje candidatos. Entre los hits positivos de nuestro screen hemos centrado inicialmente nuestra atención en la corriente catiónica activada por hiperpolarización Ih. En las neuronas de los mamíferos, este canal está involucrado en comportamientos neuronales complejos como el disparo de potenciales de acción en ráfagas, el mismo patrón de disparo que muestran las LNvs. Utilizando las diversas y elegantes herramientas genéticas que Drosophila provee, combinadas con la realización de registros electrofisiológicos de tipo whole-cell patch clamp en cerebros de Drosophila ex vivo, hemos demostrado que Ih es necesario para lograr el patrón de disparo en ráfagas de alta actividad que presentan las LNvs. Dado que este tipo de disparo se ha asociado a la liberación de neuropéptidos, planteamos la hipótesis de que Ih sería importante para la comunicación mediada por PDF. Este es de hecho el caso; hemos encontramos que la disminución de Ih afecta no solo los niveles de PDF en ambos grupos neuronales estudiados, sino también la plasticidad estructural de las proyecciones dorsales de las LNvs pequeñas.