Jagiellonian University Repository

Rola TOR i autofagii w regulacji rytmiki okołodobowej Drosophila melanogaster

pcg.skipToMenu

Rola TOR i autofagii w regulacji rytmiki okołodobowej Drosophila melanogaster

Show full item record

dc.contributor.advisor Pyza, Elżbieta [SAP11010854] pl
dc.contributor.author Haberkiewicz, Mateusz pl
dc.date.accessioned 2020-07-26T20:21:37Z
dc.date.available 2020-07-26T20:21:37Z
dc.date.submitted 2016-06-30 pl
dc.identifier.uri https://ruj.uj.edu.pl/xmlui/handle/item/210137
dc.language pol pl
dc.title Rola TOR i autofagii w regulacji rytmiki okołodobowej Drosophila melanogaster pl
dc.title.alternative Role of TOR and autophagy in Drosophila melanogaster circadian rhythm regulation pl
dc.type master pl
dc.abstract.pl Celem pracy było zbadanie wpływu oscylatorów peryferycznych na regulację rytmów okołodobowych, użyto szczepów Drosophila melanogaster, u których występują zaburzenia mechanizmu zegara w fotoreceptorach siatkówki oraz w komórkach glejowych. Wykazano, że oscylatory zlokalizowane w siatkówce mają wpływ na regulację aktywności lokomotorycznej, natomiast oscylatory zlokalizowane w gleju wpływają na sen D. melanogaster. Nadekspresja genu zegara cycle wykazała, że w fotoreceptorach siatkówki muszki owocowej wywołuje skrócenie okresu rytmu aktywności lokomotorycznej w porównaniu z grupą kontrolną o ponad 1h oraz arytmiczność 50% badanych muszek. Natomiast nadekspresja genu cycle w komórkach glejowych nie wpływa na aktywność lokomotoryczną. Analizując sen u osobników z nadekspresją genu zegara cycle w komórkach glejowych wykazano, że całkowita aktywność w ciągu doby jak i sen w fazie ciemnej został wydłużony, natomiast sen w fazie jasnej został skrócony w porównaniu z grupą kontrolną. Wykazano, że nadekspresja genu zegara cycle w fotoreceptorach siatkówki oka złożonego D. melanogaster nie wpływa na sen. W celu zbadania czy zegar peryferyczny znajdujący się w fotoreceptorach siatkówki wpływa tylko na behawior czy również na regulację rytmów w układzie wzrokowym, wykonano reakcję immunohistochemiczną z użyciem przeciwciał rozpoznających białko presynaptyczne Bruchpilot (BRP), a następnie zmierzono poziom fluorescencji odpowiadający poziomowi BRP w dystalnej części płytki lamina. Uzyskane wyniki wykazały, że po zablokowaniu mechanizmu zegara w fotoreceptorach siatkówki najwyższy poziom ekspresji białka BRP przypadał na początku nocy w punkcie czasowym ZT13 czyli 1 godz. po wyłączeniu światła, natomiast brak było maksimum porannego w ZT1 – 1 godz. po włączeniu światła. Kolejnym etapem pracy było sprawdzenie, czy sygnał z fotoreceptorów wpływa na centralny zegar i jest przekazywany za pośrednictwem synaps, tworzonych przez białko Bruchpilot (BRP) oraz Discs large homolog 1 (DLG1). Do tego eksperymentu użyto samców z wyciszoną ekspresją genu brp oraz dlg1 w fotoreceptorach siatkówki. Analiza wyników wykazała, że wyciszenie genu brp w fotoreceptorach siatkówki nie wpływa na aktywność lokomotoryczną, natomiast wyciszenie ekspresji genu dlg1 powoduje wystąpienie arytmiczności u ponad 40% muszek. Analiza snu u osobników z wyciszoną ekspresją genu brp wykazała wzrost okresu całkowitej aktywności w porównaniu z grupą kontrolną. Natomiast długość snu w fazie ciemnej jak i jasnej nie zmieniła się. Z kolei analiza snu u osobników z wyciszoną ekspresją genu dlg1 wykazała wydłużenie okresu całkowitej aktywności oraz skrócenie snu w fazie jasnej i brak zmian długości snu w fazie ciemnej. W kolejnym eksperymencie próbowano zbadać wpływ autofagii na regulację rytmów. W tym celu wyciszono geny kontrolujące autofagię w fotoreceptorach siatkówki oraz komórkach glejowych. Wykazano, że wyciszenie tor w komórkach glejowych wydłuża okres rytmu aktywności lokomotorycznej oraz sen. Dodatkowo wystąpiła również arytmiczność u ponad 50% muszek. Z kolei wyciszenie Atg5, Atg7 nie spowodowało zmian w okresie rytmu aktywności lokomotorycznej, natomiast wydłużyło sen. Wyciszenie genów tor, Atg5, Atg7 w fotoreceptorach siatkówki nie wpłynęło na okres rytmu aktywności lokomotorycznej ani na sen, natomiast wystąpiła arytmiczność u ponad 50% badanych muszek. Otrzymane wyniki wykazały, że peryferyczne oscylatory zlokalizowane w siatkówce mogą brać udział w regulacji rytmu aktywności lokomotorycznej, a efekt zegara peryferycznego w siatkówce na rytm aktywności lokomotorycznej może zależeć od cyklicznych zmian w poziomie białek synaptycznych. Możliwe jest również, że molekularny mechanizm zegara okołodobowego w siatkówce jest regulowany poprzez proces autofagii. Przeprowadzone badania sugerują, że proces autofagii w komórkach glejowych odgrywa istotną rolę w regulacji snu, podczas gdy TOR jest odpowiedzialny zarówno za regulację snu jak i rytmu aktywności lokomotorycznej. pl
dc.abstract.en The aim of this study was to check whether peripheral oscillators have influence on the regulation of circadian rhythms. To realise this aim we used transgenic Drosophila melanogaster strains, in which molecular clock mechanism was disrupted in retinal photoreceptors or glial cells, respectively. The obtained results suggest that retina photoreceptors are involved in the regulation of the locomotor activity rhythm, while the glia affects D. melanogaster sleep. Analyses of locomotor activity showed that overexpression of clock gene cycle in the fly’s retina photoreceptors resulted in shortening a period of locomotor activity rhythm (more than 1 hour) when compared with the control group and caused behavioral arrhythmicity in 50% of flies. On the other hand, overexpression of cycle in glial cells showed no statistically significant differences in the period of locomotor activity. Sleep analysis of flies with overexpression of cycle in glial cells showed that the total activity and the total sleep in dark phase was longer while the total sleep in light phase was shorter comparing with the control group. We also showed that the overexpression of cycle in the D. melanogaster retina photoreceptors does not affect sleep. To investigate whether the peripheral clock located in the retina photoreceptors affects the rhythm in the visual system we carried out immunohistochemistry reaction using the antibody recognizing the presynaptic protein Bruchpilot (BRP), and then we measured intensity of fluorescence correlated with the level of BRP in the distal part of the lamina. In this experiment we demonstrated that in flies with disrupted the molecular clock in the retina photoreceptors there is only one peak of BRP expression at ZT13, and there is no peak in the morning (ZT1 – 1 h after light-on). The next step of the study was therefore to examine whether the signal is transmitted by synapses, in which Bruchpilot protein (BRP) and Discs large homolog 1 (DLG1) are two of main synaptic proteins. For this experiment 7 days old males from strains with silenced expression of brp and dlg1 gene in the retina photoreceptors were used. The results showed that silencing the brp gene in the retina photoreceptors does not affect locomotor activity, whereas dlg1 silencing results in arrhythmicity in more than 40% of the flies. The analysis of sleep in individuals in which brp gene expression was decreased showed higher total activity comparing with the control group. The total sleep in dark phase and in light are showed no statistically significant differences. In contrast sleep in individuals with silenced expression of dlg1 gene showed lengthening of total activity and reduced the total sleep in light phase, but no changes in total sleep in darkness. In the next part of this work we examined the role of autophagy in the regulation of circadian rhythms. We silenced autophagy genes in the retina photoreceptors and glial cells and found that tor silencing in glial cells lengthens the period of locomotor activity rhythm and total sleep duration and causes arrhythmicity in about 50% of flies. In contrast, Atg5 and Atg7 silencing did not change the period of locomotor activity rhythm but increased the duration of total sleep. The silencing of tor, Atg5 or Atg7 genes in the retina photoreceptors did not change the period of locomotor activity rhythm and sleep but increased arrhythmicity in more than 50% of flies. The obtained results showed that peripheral oscillators located in the retina are involved in the regulation of locomotor activity rhythm. This it may depend on proper changes in synaptic protein level. It is also possible that the clock in the retina is regulated by autophagy. The results indicate that autophagy in glial cells plays an important role in the regulation of sleep in Drosophila but it is not involved in the regulation of locomotor activity while TOR regulates both sleep and the circadian rhythm of activity. pl
dc.subject.pl Autofagia, układ wzrokowy, aktywność lokomotoryczna, białko Bruchpilot pl
dc.subject.en Autophagy, visual system, locomotor activity, Bruchpilot protein pl
dc.contributor.reviewer Pyza, Elżbieta [SAP11010854] pl
dc.contributor.reviewer Setkowicz-Janeczko, Zuzanna [SAP11017135] pl
dc.affiliation Wydział Biologii pl
dc.identifier.project APD / O pl
dc.identifier.apd diploma-103641-146881 pl
dc.contributor.departmentbycode UJK/WBNOZ pl
dc.area obszar nauk przyrodniczych pl
dc.fieldofstudy biologia pl
dc.fieldofstudy biologia komórki pl


Files in this item

Files Size Format View

There are no files associated with this item.

This item appears in the following Collection(s)