1,721,079 research outputs found
The influence of caffeine on siesta and nighttime sleep in Drosophila melanogaster - research data
No full textExcel file of the raw data
Circadian Plasticity—A Collaboration Between Neuronal and Glial Oscillators
No full textThis eBook is a collection of articles from a Frontiers Research Topic. Frontiers Research Topics are very popular trademarks of the Frontiers Journals Series: they are collections of at least ten articles, all centered on a particular subject. With their unique mix of varied contributions from Original Research to Review Articles, Frontiers Research Topics unify the most influential researchers, the latest key findings and historical advances in a hot research area! Find out more on how to host your own Frontiers Research Topic or contribute to one as an author by contacting the Frontiers Editorial Office: frontiersin.org/about/contac
Lokalizacja i funkcja białka kryptochromu w układzie wzrokowym "Drosophila melanogaster"
Full text linkCircadian plasticity of GFP-labeled neurons and glial cells in the visual system of Drosophila melanogaster
Full text linkUkład 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.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
Molecular mechanism of circadian plasticity in the visual system of "Drosophila malanogaster"
No full textThe role of selected mitochondrial proteins in Parkinson's disease : research on the Drosophila melanogaster model
No full textChoroba Parkinsona jest jedną z najczęściej występujących chorób neurodegeneracyjnych. Do najbardziej charakterystycznych objawów tej choroby zaliczane są: degeneracja neuronów dopaminergicznych, zmniejszenie poziomu dopaminy, wzrost poziomu wolnych rodników, a także problemy ze snem oraz poruszaniem się. Do modelowania symptomów choroby Parkinsona najczęściej wykorzystywane są neurotoksyny hamujące aktywność pierwszego kompleksu mitochondrialnego bądź mutacje genów kodujących białka biorące udział w mitofagii. W pierwszej części pracy zbadano związek pomiędzy chorobą Parkinsona wywołaną mutacjami genów mul1 oraz park a zaburzeniami pracy zegara okołodobowego u Drosophila melanogaster. Przeprowadzono analizę ekspresji głównych genów zegara (per, tim, clk) oraz białka (PER) w mózgu, a także analizę okołodobowej aktywności lokomotorycznej. Otrzymane wyniki wykazały, że u mutantów mul1 oraz park faza rytmu ekspresji genów zegara jest przesunięta, natomiast rytm ekspresji białka PER jest całkowicie zniesiony, co skutkuje zaburzonym rytmem aktywności lokomotorycznej. Wykazano, że zmiana ta jest następstwem zahamowania autofagii u tych mutantów, a także zwiększonej liczby wolnych rodników w mózgu oraz zmniejszeniem poziomu SOD1. W kolejnej części wykazano, że nadekspresja genów kodujących białka MUL1 oraz PARK w neuronach hamuje rozwój choroby Parkinsona wywołanej rotenonem. Wykonano analizę liczby neuronów dopaminergicznych, wyznakowanych immunohistochemicznie, zbadano poziom białek synaptycznych biorących udział w egzocytozie neuroprzekaźników (analiza Western Blot), zanalizowano błonę presynaptyczną w celu zbadania morfologii stref aktywnych synaps (elektronowy mikroskop transmisyjny), a także zbadano aktywność lokomotoryczną. Uzyskane wyniki wykazały, że szczepy z nadekspresją mul1 i park nie wykazują degeneracji neuronów dopaminergicznych po podaniu rotenonu, poziom badanych białek synaptycznych nie ulega zmniejszeniu, a strefy aktywne w elementach presynaptycznych nie posiadają żadnych nieprawidłowości. Ponadto aktywność motoryczna badanych osobników ulega poprawie. Wykazano, że obserwowane efekty są związane z obniżeniem poziomu apoptozy oraz zwiększeniem poziomu autofagii i poziomu białka SOD1. Stwierdzono również, że mutacja genu kodującego kinazę mitochondrialną PINK1 powoduje zaburzenia w morfologii i funkcjonowaniu synaps, podobne do obserwowanych na modelach wywołanych rotenonem.Parkinson's disease is one of the most common neurodegenerative diseases worldwide. The most characteristic symptoms of this disease include loss of dopaminergic neurons, reduction of dopamine levels, increase of free radicals level, and problems with sleep and movement. Neurotoxins, which inhibit activity of the first mitochondrial complex or mutations of genes encoding proteins involved in mitophagy, are the most frequently used to model symptoms of Parkinson's disease. In the first part of this work, we examined the link between the Parkinson's disease caused by mutations of mul1 and park genes and circadian rhythmic disorder in Drosophila melanogaster. The circadian rhythm of locomotor activity depends on the cyclic expression of the main clock genes (per, tim) and protein (PER) in the brain. Flies with mu1l or park mutations showed half an hour phase shift of clock gene expression while the rhythm of PER protein expression was completely abolished. This resulted in disruption of locomotor activity rhythm. Our results suggest that observed changes are a consequence of the suppression of autophagy, as well as an increased number of free radicals in the brain and reduction of SOD1 level. We also showed that overexpression of genes encoding MUL1 and PARK proteins in neurons suppresses development of rotenone-induced Parkinson's disease. The number of dopaminergic neurons was evaluated using immunohistochemistry. Western Blot analysis was used to investigate the level of synaptic proteins involved in neurotransmitter exocytosis. Using a transmission electron microscope, the presynaptic membrane was visualized and examined. The negative geotaxis test was carried out to evaluate motor activity. The conducted studies showed that mul1 or park overexpressing strains do not show dopaminergic neuron degeneration after administration of rotenone, the level of synaptic proteins was not reduced, active zones in the presynaptic elements did not have any abnormalities and motor activity of flies was improved. Our results suggest that these effects may result from decreased level of apoptosis and increased autophagy and SOD1 protein level. We also found that mutation of the gene encoding the mitochondrial kinase PINK1 also causes synaptic and motor disorders similar to those observed in the previously described rotenone-induced models
Induction of GABAegic synapses in the somatosensory cortex of mice during associative learning
Full text linkKora baryłkowa gryzoni, gdzie reprezentowane są wibrysy i droga nerwowa wiodąca od wibrys do baryłek jest użytecznym modelem badania plastyczności neuronalnej towarzyszącej asocjacyjnemu uczeniu. Warunkowanie klasyczne, w którym stymulacja wibrys jest sprzężona ze słabym bodźcem elektrycznym w ogon, powoduje "metaboliczną" ekspansję obszaru kory odpowiadającej stymulowanym wibrysom. Wyniki wcześniejszych badań wskazują, że zmianom metabolicznym towarzyszy wzrost ilości mRNA dla białka GAD67, jak również samego GAD67 (izoformy enzymu syntetyzującego kwas gamma-aminomasłowy - GABA) w badanym rejonie kory. Celem niniejszej pracy było znalezienie strukturalnych korelatów zmian plastycznych zachodzących w procesie uczenia asocjacyjnego.W pracy analizowano gęstość symetrycznych (hamujących) i asymetrycznych (pobudzeniowych) synaps oraz ilościowe i morfologiczne zmiany kolców dendrytycznych w baryłkach odpowiadających stymulowanym wibrysom przy użyciu transmisyjnego mikroskopu elektronowego. Dodatkowo przy użyciu metody immunocytochemicznej połączonej z EM badano poziom neuroprzekaźnika GABA w hamujących zakończeniach presynaptycznych reprezentujących stymulowane wibrysy. Uzyskane w niniejszej pracy wynik i pokazują, że krótkotrwałe warunkowanie klasyczne prowadzi do tworzenia dwusynaptycznych kolców dendrytycznych de novo lub w wyniku dodawania synaps hamujących do już istniejących kolców dendrytycznych z pojedynczą synapsą pobudzeniową. Stwierdzono ponadto, że uczenie asocjacyjne zmienia morfologię dwusynaptycznych kolców dendrytycznych skracając ich długość i zwiększając pole przekroju poprzecznego ich szyjek. Poza tym warunkowanie prowadzi do podwyższenia poziomu GABA w zakończeniach presynaptycznych "trenowanych" baryłek. Uczenie asocjacyjne wywołuje więc szybkie i wyraźnie zaznaczone zmiany strukturalne związane z przekaźnictwem hamującym. Zmiany te obserwowane są w ściśle określonym regionie mózgu i dotyczą konkretnego rodzaju synaps i kolców dendrytycznych.The barrel cortex of rodents, where vibrissae are represented, and its afferent pathway from the vibrissae is a very useful model for studying associative learning-dependent neuronal plasticity. Classical conditioning, in which stimulation of a row of whiskers is paired with mild electric shock to the tail, produces 'metabolic' expansion of cortical representations of the stimulated vibrissae. Previeus data indicate that the metabolic changes are accompanied by an up-regulation of mRNA of GAD67 and also GAD67 protein within the affected barrels (isoform of enzyme synthesizing gamma amino-butyric acid - GABA) within the affected barrels. The aim of this study was to detect the structural correlates of the plastici changes induced by associative learning. The density of symmetric (inhibitory) and asymmetric (excitatory) synapses and as well as quantitative and the morphological changes of dendritic spines in the barrels representing the stimulated vibrissae were analyzed using transmission electron microscopy. In addition, using the immunocytochemical method, the level of GABA in the inhibitory presynaptic terminals were examined. The results indicate that short-lasting classical conditioning either leads to the formation of the double-synapse spines de novo or through selective addition of inhibitory synapses to the pre-existing single-excitatory synapse spines. It was also found that associative learning modulates morphology of the double synapse spines by decreasing their lenght and increasing the cross-section area of their necks. Moreover, classical conditioning leads to the increase of GABA in the inhibitory presynaptic terminals of ‘trained’ barrels. In conclusion, associative learning induced rapid and pronounced structural changes in the inhibitory transmission. These changes are localized in a strictly definite region of brain and were connected to a strictly definite type of synapses and dendritic spines
- …
