Il mutante 55-99 della classe Twine-Like di Drosophila melanogaster è caratterizzato da sterilità maschio-specifica, con difetti meiotici nella citochinesi e nella formazione di spermatozoi maturi

Il mio lavoro di tesi è consistito nell’analisi di un mutante meiotico appartenente ad una collezione unica di 13 mutazioni recessive maschio sterili, indotte da etilmetansulfonato (EMS), prodotta nel Dipartimento di Biologia, dell’Università di Washinton, Seattle.
Lo studio di questi ceppi permette di ottenere preziose informazioni sulla spermatogenesi maschile, sui suoi meccanismi di regolazione, sui fattori coinvolti e sulla loro interazione.
L’analisi preliminare in vivo del mutante 55-99 ha mostrato difetti di entrata in meiosi e di avanzamento del ciclo cellulare meiotico. Il primo esame effettuato è consistito in una mappatura per complementazione per verificare che complementi twine e non sia dunque un suo allele. Twine è un gene localizzato sul braccio sinistro del cromosoma 2, che codifica per la Fosfatasi Alcalina, enzima che attiva il complesso Cdc2/Ciclina B che permette l’entrata in meiosi degli spermatociti primari maturi. I mutanti twine non effettuano la divisione meiotica, tuttavia si differenziano gli spermatidi, pur non essendo in grado di fecondare.
Dalla mappatura per complementazione risulta che la mutazione 55-99 complementa twine. Essa, infatti, è presente sul braccio destro del secondo cromosoma.
Durante le mie ricerche ho condotto la mappatura genetica del mutante 55-99. Essa si è sviluppata in mappatura per ricombinazione, ripulitura del cromosoma e mappatura per deficienze. Successivamente ho condotto la caratterizzazione citologica del mutante 55-99, grazie all’analisi al microscopio di preparati in vivo e fissati.
La mappatura genetica mi ha consentito di individuare l’intervallo genico in cui è presente il gene. Tale intervallo si trova nel braccio destro del cromosoma 2, è costituito da 168 kbp, gli estremi nucleotidici sono 2R: 9480777; 9648768-9648817 e dal sequenziamento completo del genoma della Drosophila, si sa che comprende 12 geni. Tuttavia molti di essi sono ancora da caratterizzare. Il passo successivo sarà quello di testare per complementazione un’ulteriore serie di deficienze che coprono in modo specifico ognuno dei 12 geni candidati, per individuare il preciso locus genico responsabile della sterilità di 55-99.
Le analisi della citologia in vivo e su preparati fissati hanno indicato problemi di aggregazione mitocondriale già al livello degli spermatociti primari. Ciò provoca anomalie meiotiche da cui scaturiscono onion stage aberranti, con Nebenkern più grandi del wildtype e associati a più nuclei, che sono indice di difetti di citochinesi e/o di aggregazione e ripartizione dei mitocondri durante le divisioni meiotiche. Il processo di citochinesi è uno degli aspetti che merita di essere approfondito in una ricerca futura. Si deve anche indagare maggiormente sull’entità delle cellule apparentemente senza nucleo e sui fasci mutanti da esse derivanti, completamente mancanti delle teste degli spermatidi.