Daily rhythm of mitochondrial activity in the visual system of Drosophila melanogaster

Przedmiotem badań niniejszej pracy było zanalizowanie dobowych zmian w ilości oraz lokalizacji mitochondriów znakowanych poprzez ekspresję białka GFP w układzie wzrokowym D. melanogaster. Badania dotyczyły mitochondriów w fotoreceptorach, jak i w interneuronach L2 płytki lamina, które są komórkami postsynaptycznymi w synapsach tetradycznych tworzonych w fotoreceptorach. W eksperymentach wykorzystano osobniki pochodzące z krzyżówek GMR-Gal4 x UAS-mitoGFP i 21D-Gal4 x UAS-mitoGFP, które następnie analizowano z użyciem mikroskopu fluorescencyjnego. Użyta została linia UAS-mitoGFP, która nie była wcześniej wykorzystana w badaniach plastyczności układu wzrokowego muszki owocowej. Dlatego dodatkowym celem pracy było zbadanie wpływu tego konstruktu genetycznego na funkcjonowanie zegara okołodobowego, poprzez określenie długości rytmu aktywności lokomotorycznej, a tym samym zweryfikownanie linii UAS-mitoGFP pod kątem przydatności do dalszych badań nad rytmami okołodobowymi w układzie wzrokowym D. melanogaster.Otrzymane wyniki wykazały, że mitochondria wyznakowane GFP w komórkach L2 wykazują najsilniejszą fluorescencje w ciągu dnia. Najprawdopodobniej silny sygnał GFP skorelowany jest z większą liczbą mitochondriów, co wskazuje na zwiększone zapotrzebowanie na energię dla procesów komórkowych zachodzących w ciągu dnia. Z kolei, nie wykazano rytmiki dobowej zmian w intensywności fluorescencji GFP w przypadku mitochondriów zlokalizowanych w fotoreceptorach. Ponadto odnotowano zaburzenia działania zegara okołodobowego u osobników, u których do znakowania fotoreceptorów poprzez GFP użyto promotora GMR (krzyżówka GMR-Gal4 x UAS-mitoGFP). Dlatego też muszki z krzyżówki GMR-Gal4 x UAS-mitoGFP nie są przydatne w badaniach nad okołodobową rytmiką układu wzrokowego Drosophila melanogaster. Ponadto, nie odnotowano rytmiki transportu mitochondriów w interneuronach L2 płytki lamina ani w zakończeniach fotoreceptorów w płytce lamina.The aim of this study was to investigate changes in the amount and location of mitochondria labeled with GFP in the visual system of D. melanogaster. The study concerned mitochondria located in photoreceptors and L2 interneurons of the lamina. Mitochondria were analyzed using the methods of immunohistochemistry and fluorescence microscopy. For the experiments flies were derived from crosses GMR-Gal4 x UAS-mitoGFP and 21D-Gal4 x UAS-mitoGFP and subsequently analyzed by confocal microscopy. UAS-mitoGFP line has not previously used in the study of plasticity in the fly’s visual system. Therefore, the second objective of the study was to examine the effect of used constructs on the circadian clock, by analysing period of the rhythm of locomotor activity, and verify whether the line UAS-mitoGFP could be used for the further research on circadian plasticity in the visual system of D. melanogaster.In the present study it was found that the GFP-labeled mitochondria localized in the L2 monopolar cells exhibit the strongest fluorescence intensity at the begining of the day. This strong GFP results from higher number of mitochondria, indicating an increased energy consumption for cellular processes that occur during the day. On the other hand, there was no the daily rhythm in the fluorescence intensity of GFP-labeled mitochondria located in the photoreceptors. Moreover the experimental flies carring UAS transgene showed abnormalities in functioning of the circadian clock. Therefore, flies of the cross GMR-Gal4 x UAS-mitoGFP are not useful in the study of circadian rhythms in the visual system of Drosophila melanogaster. Finally, no rhythm in the transportation of mitochondria in L2 monopolar cells or photoreceptor terminals in the lamina was found