The impact of per gene silencing in astrocytic glia on the circadian locomotor activity Drosophila melanogaster

Zegar biologiczny pełni kluczową rolę w funkcjonowaniu zwierząt kręgowych i bezkręgowych. Badania przeprowadzone na organizmie modelowym, jakim jest muszka owocowa Drosophila melanogaster, potwierdziły, że rytmika endogenna jest generowana nie tylko przez działanie głównego oscylatora, ale także działanie oscylatorów peryferycznych, takich jak komórki gleju astrocytarnego. Jeden z genów zegara, gen period (per), jest kluczowym elementem mechanizmu działania rytmiki okołodobowej, a zatem zmiany poziomu jego ekspresji mogą wpływać na działanie mechanizmu zegarowego. Co szczególnie interesujące, badania pokazują, że wyciszenie tego genu w komórkach gleju astrocytarnego ma znaczący wpływ na behawior zwierząt. W niniejszej pracy skupiono się na analizie okołodobowej aktywności lokomotorycznej. Porównywano rytmikę, okres rytmu oraz poziom aktywności muszek Drosophila melanogaster, u których wyciszono aktywność genu per w komórkach gleju astrocytarnego. Wyniki wykazały istotny wpływ wyciszenia genu per w badanych komórkach na rytm okołodobowy, ale tylko w połowie grup eksperymentalnych, gdzie konstrukt UAS znajdował się na chromosomie II. Może to wynikać z niejednolitej efektywności interferencji RNA, a w konsekwencji zahamowaniem ekspresji białka innego niż docelowe.

The biological clock plays a key role in vertebrates’ and invertebrates’ functioning. Research based on model organism, such as the fruit fly, Drosophila melanogaster, confirmed that the endogenous rhythmicity is generated and maintained not only by the main oscillator, but also by peripheral oscillators such as the astrocytic glial cells. One of the clock’s genes, period (per), is the key element in the molecular mechanism of the circadian clock. Therefore, the changes in the level of per expression may have an impact on the clock’s functioning. Interestingly, the research shows that silencing of per in the astrocytic glial cells strongly affects flies rhythmic behaviour. In this study, I have analyzed the influence of per silencing in astrocyte like glia on flies circadian locomotor activity. I studied the rhythmicity of flies, the level and the pattern of their circadian locomotor activity. The results showed a significant impact of per silencing in astrocytic glial cells on the circadian rhythm of locomotor activity but only in one of the experimental groups, the one in which the UAS-per-RNAi construct was located on chromosome II. This might have emerged from different efficiency of RNA interference in these two constructs and/or an inhibition of expression of the protein other than the target protein (PER).