RESUMO: A regulação de estruturas sinápticas é crítica para o normal funcionamento neuronal. A morfologia neuronal é geneticamente determinada, mas pode ser modificada por alterações de actividade sináptica, um processo chamado plasticidade estrutural. Botões sinápticos são especializações presinápticas conservadas onde se localizam as sinapses. Apesar da sua importância, os mecanismos que regulam a sua formação são desconhecidos. A junção neuromuscular de Drosophila melanogaster é uma sinapse estereotipada e bem caracterizada, onde plasticidade estrutural pode ser induzida. Após indução, novos botões emergem rapidamente, levando a um aumento da superfície neuronal, mas se este processo requer adição de membrana ou simplesmente rearranjo ainda não é conhecido. O exocisto é um complexo de várias subunidades que se liga a vesículas secretórias e transporta-as para um local específico da membrana plasmar, interagindo com diversos efectores do citoesqueleto. Tendo isto em conta, questionámo-nos se este complexo teria um papel na formação de botões. Usando um protocolo que induz a formação de novos botões em resposta a actividade, com RNAi contra cada uma das subunidades ou mutações, tentámos saber se alguma das subunidades contribuía para a formação de botões e se a eliminação de cada uma das subunidades teria efeitos diferentes no processo. Este trabalho permitiu concluir que as subunidades estão presentes nos novos botões, e que Sec3 parece ser importante para o processo, enquanto que as larvas de Sec6-IR demonstra um fenótipo locomotor observável. Duas outras subunidades, Sec8 e Exo70, são promissores para estarem envolvidos no processo de formação de novos botões. Compreender este mecanismo através da formação de botões pode informar-nos acerca da manipulação do número de estruturas sinápticas. Considerando que as doenças neurodegenerativas são usualmente caracterizadas por perda ou simplificação de neurónios, uma alternativa ao aumento do número de neurónios seria estimular vias que resultassem num aumento de estruturas sinápticas.

ABSTRACT: Regulation of synaptic structure is critical for proper neuronal function. Neuronal morphology is genetically determined but can be modified by changes in synaptic activity, a process named neuronal structural plasticity. Synaptic boutons are conserved presynaptic specializations where synapses are located. Despite its importance, the mechanisms behind their formation are not fully understood. The neuromuscular junction of the Drosophila melanogaster is a well-characterized stereotyped synapse, where acute structural plasticity can be induced. Upon induction, new boutons emerge quickly as rounded structures, leading to an increase in neuronal surface, but whether this process requires membrane addition or simply a rearrangement remains elusive. The exocyst is a multi-subunit complex that is involved in a variety of mechanisms. It targets secretory vesicles to a specific place at the membrane and interacts with cytoskeletal components. Given this, we asked whether this complex plays a role in activity-dependent bouton formation. By using a protocol that induces new bouton formation in response to activity, with RNAi against each of the subunits or mutations, we assess whether each of the subunits contributes to this process and whether knock down of each of the subunits has different effects. We found that exocyst subunits are present in new synaptic boutons, and that Sec3 appears to be important for this process, while Sec6-IR larvae show a strong locomotor phenotype. Two other subunits, Sec8 and Exo70 may also be involved in the formation of new synaptic boutons, but further analysis will be required. Understanding the mechanism by which activity-dependent bouton formation occurs can provide insights onto how to manipulate the number of synaptic structures. Considering that neurodegenerative diseases are usually characterized by neuronal simplification and loss, an alternative to increasing the number of neurons would be to stimulate pathways that result in increased number of synaptic structures, perhaps ameliorating the function.