Identification of enhancers that drive the spatially restricted expression of Vsx1 and Rx in the outer proliferation center of the developing Drosophila optic lobe

Combinatorial spatial and temporal patterning of stem cells is a powerful mechanism for the generation of neural diversity in insect and vertebrate nervous systems. In the developing Drosophila medulla, the neural stem cells of the outer proliferation center (OPC) are spatially patterned by the mutually exclusive expression of three homeobox transcription factors: Vsx1 in the center of the OPC crescent (cOPC), Optix in the main arms (mOPC), and Rx in the posterior tips (pOPC). These spatial factors act together with a temporal cascade of transcription factors in OPC neuroblasts to specify the greater than 80 medulla cell types. Here, we identify the enhancers that are sufficient to drive the spatially restricted expression of the Vsx1 and Rx genes in the OPC. We show that removal of the cOPC enhancer in the Muddled inversion mutant leads to the loss of Vsx1 expression in the cOPC. Analysis of the evolutionarily conserved sequences within these enhancers suggests that direct repression by Optix may restrict the expression of Vsx1 and Rx to the cOPC and pOPC, respectively.

Le déploiement combinatoire, à la fois spatial et temporel, des cellules souches est un mécanisme puissant pour donner naissance à la diversité neurale chez les systèmes nerveux d’insectes et de vertébrés. Au sein de la medulla en développement chez Drosophila, les cellules souches neurales de la zone de prolifération externe (OPC pour « outer proliferation centre ») se développent grâce à l’expression mutuellement exclusive de trois facteurs de transcription de la famille homéoboîte : Vsx1 au centre du croissant OPC (cOPC), Optix dans les bras (mOPC) et Rx dans les extrémités postérieures (pOPC). Ces facteurs spatiaux travaillent ensemble avec une cascade temporelle de facteurs de transcription dans les neuroblastes de l’OPC pour spécifier plus de 80 types de cellules médullaires. Dans ce travail, les auteurs identifient les amplificateurs qui opèrent l’expression spatialement restreinte des gènes Vsx1 et Rx dans l’OPC. Ils montrent que la délétion de l’amplificateur cOPC qui survient chez l’inversion Muddled entraîne la perte d’expression de Vsx1 dans l’OPC. Une analyse des séquences conservées au cours de l’évolution au sein de ces amplificateurs suggère que la répression directe d’Optrix pourrait être responsable de l’expression de Vsx1 et de Rx dans le cOPC et le pOPC, respectivement.