Influence of Pink1 gene at Drosophila melanogaster life processes

One of the factors characterizing the daily synaptic plasticity in the visual system of Drosophila melanogaster are daily changes in the amount of Bruchpilot protein (BRP). In the visual system of the fruit fly this protein builds presynaptic elements, including tetrad synapses in the terminals of R1-R6 photoreceptors. In the present study we examined the daily rhythm of BRP in PINK1B9 mutant that is used as a model of Parkinson's disease. In addition, we described changes in the amount of BRP protein caused by aging in wild type strain Canton S and in PINK1B9 and w1118 mutants.Immunohistochemistry and Western Blot methods were used to show the daily changes in BRP protein and those correlated with aging processes. In addition, two behavioral tests were conducted in order to determine two age groups, which were used in experiments.The obtained results showed that both PINK1 and white mutations did not affect the daily rhythm of BRP, while changing the amount of total protein in the lamina of the visual system and in homogenates of whole heads. There were also changes in the amount of isoform BRP-190 in the brain due to aging. These changes were observed in both mutants investigated and in wild type strain. However, the amount of the isoform BRP-170 did not change in any of the tested strains. The results showed an impact of PINK1 gene mutation on the processes of synaptic plasticity in the visual system of D. melanogaster. Our results also showed that neurodegenerations caused by the mutation of this gene affect the lifespan and climbing ability of the tested individuals.

Jednym z czynników charakteryzujących dobową plastyczność synaptyczną układu wzrokowego Drosophila melanogaster są dobowe zmiany w ilości białka Bruchpilot (BRP). W układzie wzrokowym muszki owocowej białko to występuje w elementach presynaptycznych, między innymi w synapsach tetradycznych w zakończeniach fotoreceptorów R1-R6. W prezentowanej pracy zbadana została rytmika dobowa białka BRP u osobników z mutacją genu PINK1, która wywołuje objawy podobne do choroby Parkinsona. Oprócz tego, zbadana została zmiana w ilości wspomnianego białka w aspekcie procesów starzenia się organizmu. W pracy przeprowadzono reakcję immunohistochemiczną oraz analizę Western Blot w celu stwierdzenia ewentualnych zmian w ilości białka BRP w ciągu doby oraz spowodowanych procesami starzenia się. Oprócz tego przeprowadzono również dwa testy behawioralne mające na celu wybór dwóch grup wiekowych, w których miały zostać przeprowadzone badania poziomu BRP, zarówno u szczepu kontrolnego, jak i z mutacją genów PINK1 i white.Otrzymane wyniki wykazały, że zarówno mutacja genu PINK1 jak i white nie powodują zaburzeń w rytmice dobowej zmiany poziomu białka BRP, natomiast zmienia się ilość całkowitego białka zarówno w płytce lamina układu wzrokowego jak i w homogenacie całych głów. Uzyskane wyniki wskazują także, iż prawdopodobnie w trakcie starzenia się organizmu zmienia się ilość izoformy BRP-190 w całym mózgu. Zmiany te dotyczyły zarówno badanych mutantów jak i szczepu dzikiego. Ilość izoformy BRP-170 z kolei nie zmieniła się u żadnego z badanych szczepów. Przeprowadzone doświadczenia wykazały wpływ mutacji genu PINK1 na procesy plastyczności synaptycznej w układzie wzorkowym D. melanogaster i oraz wywołanie procesów neurodegeneracyjnych spowodowanych mutacją tego genu, które wpłynęły na żywotność oraz zdolność do pionowego wspinania się badanych osobników.