Camponotus floridanus'ta BMP sinyalizasyonu ve zorunlu endosimbiyont varliğinda değişimi

Birbiriyle etkileşen genlerden oluşan Gen Düzenleyici Ağlar (GRN'ler, Gene Regulatory Networks), çok çeşitli gelişimsel bağlamlarda patern oluşumundan sorumludur. Tüm iki taraflı simetrik hayvanlar, embriyogenez sırasında gelişimsel patern oluşumu yoluyla simetri eksenlerini kurma sorunuyla karşı karşıyadır. GRN'ler bu gelişimsel patern oluşumu ve morfogenetik süreçlerin temelinde yer alır ve bu etkileşimlerdeki değişiklikler fenotipte değişikliklere neden olur. En kapsamlı şekilde karakterize edilen GRN'lerden biri, birçok böcekte Kemik Morfogenetik Protein (Bone Morphogenetic Protein, BMP) sinyal yolu tarafından yönlendirilen dorsoventral (DV) patern oluşum sistemidir. DV ekseninin oluşumu Drosophila melanogaster'da iyi çalışılmış olsa da, karıncalar söz konusu olduğunda bu süreçler büyük ölçüde bilinmemektedir. Ayrıca, hücresel endosimbiyontlara ev sahipliği yapan böcekler söz konusu olduğunda, konak gelişimsel GRN'lerin, endosimbiyont ve kendi hücreleri arasındaki sinyallerle etkileşimleri nedeniyle ek zorluklarla karşılaşılır. Bu tezde, endosimbiyont varlığının, konağın DV ekseninin oluşumuna etkisi araştırılmıştır. Endosimbiyontun mevcudiyeti durumunda DV ekseninin kurulmasının nasıl değiştirilebileceğini anlamak için, bu süreçler marangoz karınca Camponotus floridanus'ta karakterize edilmiştir. Bu amaçla hayvanlarda DV paternini temel olarak kontrol eden BMP sinyali karakterize edilmiştir. Moleküler klonlama, in situ hibridizasyon, RNA İnterferans gibi moleküler teknikler özellikle DV ekseni oluşumunda yer alan gelişimsel genlerin ekspresyonunu ve işlevini incelemek için kullanılmıştır. Sonuçlar, BMP sinyal yolunun C.floridanus'un erken gelişimi sırasında aktif olduğunu ortaya koymuştur. Gen ekspresyonu çalışmaları göstermiştir ki ligandlar decapentaplegic (dpp), glass-bottom boat (gbb); metalloproteaz tolloid (tld); antagonistler twisted gastrulation (tsg), short gastrulation (sog); tip I reseptör thickveins (tkv) and tip II reseptör punt embriyo ve germline kapsülünde eksprese edilirken dpp ve sog hariç serosa ya da amniyonda eksprese edilmezler. dpp ve sog amniyonda sog ise serosa da ekprese edilir. dpp, gbb ve tkv erken aşamalarda bakteri bölgesinde, tld, sog ve tkv ise daha sonraki aşamalarda yumurtadaki bakteriyosit bölgesinde eksprese edilir. Gen fonksiyonu çalışmaları, BMP sinyalinin azalmasının veya kaybının, üç embriyonik germ tabakasının - ektoderm, mezoderm ve endoderm - kimliğini etkilediğini ortaya koymuştur. Ek olarak, ekstraembriyonik serosanın oluşumu, BMP sinyalinin azalmasından etkilenirken, amniyonun kimliği bu yoldan bağımsız olabilir.