Okołodobowa rytmika plastyczności neuronów i komórek glejowych znakowanych GFP w układzie wzrokowym Drosophilia melanogaster

Okołodobowa rytmika plastyczności neuronów i komórek ...

Bibliographic description

title:	Okołodobowa rytmika plastyczności neuronów i komórek glejowych znakowanych GFP w układzie wzrokowym Drosophilia melanogaster
alternative title:	Circadian plasticity of GFP-labeled neurons and glial cells in the visual system of Drosophila melanogaster
author:	Weber Paweł
reviewer:	Hess Grzegorz , Wędzony Krzysztof
advisor:	Pyza Elżbieta
institution:	Uniwersytet Jagielloński. Instytut Zoologii. Zakład Cytologii i Histologii
place of creation:	Kraków
date of submittion :	2011-03-14
pages:	122
callnumber :	Dokt. 2011/043
notes:	Dostęp do publikacji jest możliwy w Archiwum UJ
language:	Polish
abstract in polish:	Układ wzrokowy Drosophila melanogaster charakteryzuje obecność szeregu rytmicznych procesów, regulowanych przez endogenny zegar okołodobowy. Do wspomnianych procesów zaliczana jest cykliczna zmiana średnicy aksonów interneuronów L2, występujących w zewnętrznej warstwie neuropilu wzrokowego - płytce lamina, jak również rytmiczna zmiana liczby synaps zwrotnych występujących pomiędzy komórkami L2 a fotoreceptorami. W obecnej pracy badano zmiany wielkości drzewek dendrytycznych komórek monopolarnych L2 w rytmie dobowym w warunkach świetlnych LD 12:12. W celu potwierdzenia endogennego podłoża tego procesu, jak również określenia wpływu światła na zmiany morfologii dendrytów, badania przeprowadzono w stałej ciemności (DD) oraz w warunkach ciągłego światła (LL). W badaniach sprawdzono także wpływ komponentów molekularnego zegara - genu period (per) oraz Kryptochromu (cry) na wzór zmian wielkości drzewek dendrytycznych komórek L2. W pracy przeanalizowano także morfologię występujących w płytce lamina komórek gleju epitelialnego. Ze względu na syncytialny charakter otrzymanych obrazów tkanki glejowej, do określenia zmian w morfologii zastosowano techniki komputerowej analizy obrazu, oparte na określeniu procentowego udziału powierzchni gleju w obrazie przekroju poprzecznego płytki lamina (Area Fraction) oraz określeniu stopnia skomplikowania jego struktury przy pomocy wymiaru fraktalnego (Fractal Dimension). Przeprowadzone badania wykazały, że drzewka dendrytyczne komórek monopolarnych L2 cechuje rytmiczna dobowa plastyczność strukturalna. Cykliczne zmiany wielkości drzewek dendrytycznych zarejestrowano w warunkach stałej ciemności (DD), co wskazuje na endogenne podłoże tego procesu. W warunkach ciągłego światła (LL) nie zaobserwowano rytmicznych zmian wielkości badanych struktur, co świadczy o negatywnym wpływie permanentnego działania tego czynnika zewnętrznego. Wyniki badań przeprowadzonych na mutantach per01 dowiodły, iż gen per niezbędny jest do prawidłowego przebiegu zmian wielkości drzewek dendrytycznych komórek monopolarnych L2, natomiast wyniki otrzymane z analizy obrazu płytki lamina u mutantów cryb wskazują, że gen cry zaangażowany jest w regulację fazy dobowego rytmu zmian struktury drzewek dendrytycznych interneuronów L2. Analiza morfologii komórek gleju epitelialnego wykazała rytmikę zmian w morfologii, przy czym zmiany wielkości komórek glejowych były w przeciwnej fazie do zmian wielkości drzewek dendrytycznych komórek monopolarnych L2. Ujemna korelacja plastyczności strukturalnej obu typów komórek wskazuje na zaangażowanie gleju w proces zmian morfologii interneuronów L2 w rytmie okołodobowym. Analiza stopnia skomplikowania struktury komórek gleju epitelialnego wskazuje na udział odmiennego niż badany typ komórek w kompensacji zmian morfologii drzewek dendrytycznych interneuronów L2.
abstract in english:	The visual system of flies display circadian rhythms in many physiological and structural processes. They were detected in the retina and in the first optic neuropil - the lamina. In the lamina they includes rhythms in changes L1 and L2 axon sizes and of the number of feedback synapses which are formed between L2 interneuron and photoreceptor terminals. In the present study changes of the size of L2 monopolar cell's dendritic trees were investigated in LD12:12 light conditions. To indicate circadian origin of the rhythm flies were reared in constant darkness (DD) and to define the influence of light on the L2 dendritic tree rhythmic plasticity flies were reared in continuous light conditions (LL). To examine the involvement of a molecular clock's components in circadian changes of the size of the L2 dendritic tree arrhythmic period null (per01) and cryptochrom depleted (cryb) mutant strains of Drosophila melanogaster were used. Additionally, in this study morphological changes of the epithelial glia in the lamina were analyzed. Because of the syncitial feature of the fluorescent images of the epithelial glia advanced image analysis techniques (Area Fraction and Fractal Dimension) were applied. The obtained results indicate that the size of L2 dendritic tree changes during the day and night and that this structural plasticity is controlled by a circadian clock. This rhythm was not observed in LL indicting disrupting effect of continuous light exposure on the L2 dendritic tree circadian plasticity. The results of cryb mutant analysis showed that cry is not only the circadian photoreceptor but also controls the phase of the circadian rhythm in changes of the L2 dendrite morphology. The size of epithelial glial cells also changes in a circadian manner but the pattern of the glia size changes is opposite to that in L2 dendritic trees. The opposite in phase changes of the epithelial glia and L2 dendritic tree sizes suggest involvement of glial cells in L2 morphology fluctuation. The results of Fractal Dimension analysis imply the participation of others, undefined cell types in the lamina in the L2 cell size compensation.
keywords in polish:	rytmy okołodobowe, komórki monopolarne, drzewka dendryczne, komórki glejowe, białko GFP
keywords in english:	circadian rhythms, monopolar cells, glial cells, dendritic tree, green fluorescent protein (GFP)
affiliation:	Wydział Biologii i Nauk o Ziemi : Instytut Zoologii
type:	dissertation, thesis