Bệnh lý vi cấu trúc của mắt tổ hợp và các sợi thần kinh thị giác của đột biến suy thoái võng mạc (w rdgB KS222) Drosophila melanogaster

Springer Science and Business Media LLC - Tập 225 - Trang 11-22 - 1982
William S. Stark1,2, Stanley D. Carlson1,2
1Division of Biological Sciences, University of Missouri, Columbia, USA
2Department of Entomology, University of Wisconsin, Madison, USA

Tóm tắt

Mắt tổ hợp và hai vùng sợi thần kinh thị giác xa nhất (lamina ganglionaris và medulla externa) của đột biến Drosophila w rdgB KS222 đã được nghiên cứu bằng các kính hiển vi điện tử truyền qua ở điện áp thông thường (60 kV) và điện áp cao (0,8–1 MV). Mô mắt đã được lấy mẫu ở những con trưởng thành vừa xuất hiện và ở 3, 7 và 21 ngày sau khi nở. Đột biến này được biết đến với sự thoái hóa các tế bào retinular ở ngoại vi (R 1–6) do ánh sáng kích thích; độ nhạy quang phổ bị thay đổi và ngưỡng được tăng lên phản ánh chức năng của các tế bào trung tâm (R7, 8) không bị thoái hóa. Một hệ thống thị giác hoàn toàn bình thường (võng mạc ngoại vi và các sợi thần kinh thị giác) được tìm thấy ở những con trưởng thành vừa mới xuất hiện. Sau 3 ngày, soma của một số tế bào võng mạc ngoại vi bị ảnh hưởng và tất cả các trục thần kinh của chúng đều cho thấy tình trạng thoái hóa. Sau một tuần, bệnh lý R 1–6 đã tiến triển rõ rệt cả ở vùng soma và trục thần kinh. Ở các tế bào bị ảnh hưởng, bào tương có tính điện tương tự như nhau và chứa các liposome, các thể giống lysosome, các hình ảnh myeloid và các không bào gợi ý sự tự thực bào. Bào tương như vậy (được ghi nhận ở 3 và 7 ngày sau khi nở) thể hiện một reticulum điện dày và các ty thể thoái hóa. Vi nhung trở nên dày đặc hơn về điện. Các đầu tận trục của retinular trở thành mờ và thiếu các túi synap với rất ít cấu trúc tiền synap, nếu có. Các phần còn lại của ty thể thì hầu như không thể nhận diện. Không tìm thấy sự thoái hóa xuyên synap. Sau 3 tuần, cấu trúc của R 1–6 ở võng mạc ngoại vi (soma và rhabdomeres) đã bị giảm đáng kể hoặc mất đi trong khi R7 và R8 và các neuron bậc cao hơn không bị ảnh hưởng. Các mảnh vụn từ thân tế bào và đầu tận trục của R 1–6 dường như giảm bớt, vì vậy có thể có một số hoạt động thực bào cùng với gliosis trong lá lamina.

Từ khóa

#Drosophila #mắt tổ hợp #thoái hóa võng mạc #vi cấu trúc #ánh sáng

Tài liệu tham khảo

Blest AD (1980) Photoreceptor membrane turnover in arthropods: Comparative studies of breakdown processes and their implications. In: Williams TP, Baker BN (eds) The effects of constant light on visual processes. Plenum Press, New York, pp 217–245 Boschek CB (1971) On the fine structure of the peripheral retina and lamina ganglionaris of the fly, Musca domestica. Z Zellforsch 118:369–409 Burkhardt D (1962) Spectral sensitivity and other response characteristics of single visual cells in the arthropod eye. Symp Soc Exp Biol 16:86–109 Carlson SD, Chi C (1979) The functional morphology of the insect photoreceptor. Ann Rev Entomol 24:379–416 Dietrich W (1909) Die Facettenaugen der Dipteren. Z Wiss Zool 92:465–539 Eckert H (1971) Die spektrale Empfindlichkeit des Komplexauges von Musca (Bestimmung aus Messaugen der optomotorischen Reaktion). Kybernetik 9:145–156 Griffiths GW (1979) Transport of glial cell acid phosphatase by endoplasmic reticulum into damaged axons. J Cell Sci 36:361–389 Griffiths GW, Boscheck CB (1976) Rapid degeneration of visual fibers following retinal lesions in the dipteran compound eye. Neurosci Lett 3:253–258 Harris WA, Stark WS (1977) Hereditary retinal degeneration in Drosophila melanogaster, A mutant defect associated with the phototransduction process. J Gen Physiol 69:261–291 Harris WA, Stark WS, Walker JA (1976) Genetic dissection of the photoreceptor system in the compound eye of Drosophila melanogaster. J Physiol 256:415–439 Hauser-Holschuh H (1975) Vergleichend quantitative Untersuchungen an den Sehganglien der Fliegen Musca domestica and Drosophila melanogaster. Doctoral dissertation. Eberhard-Karls-Universität Tübingen, Augsburg Blasaditsch Heisenberg M (1979) Genetic approach to a visual system. In: Autrum H (ed) Comparative physiology and evolution of vision in invertebrates, A: Invertebrate photoreceptors. Springer-Verlag, Berlin, pp 665–679 Hotta Y, Benzer S (1970) Genetic dissection of the Drosophila nervous system by means of mosaics. Proc Natl Acad Sci USA 67:1156–1163 Hu KG, Stark WS (1980) The roles of Drosophila ocelli and compound eyes in phototaxis. J Comp Physiol 135:85–95 Miller GV, Hansen KN, Stark WS (1981) Phototaxis in Drosophila: R 1–6 input and interaction among ocellar and compound eye receptors. J Insect Physiol 27:813–819 Strausfeld NJ (1976) Atlas of an insect brain. Springer, Berlin, pp 212 Strausfeld NJ, Campos-Ortega JA (1977) Vision in insects: pathways possibly underlying neural adaptation and lateral inhibition. Science 195:894–897 Trujillo-Cenóz O, Melammed J (1966) Electron microscope observations on the peripheral and intermediate retinas of dipterans. In: Bernhard CG (ed) The functional organization of the compound eye. Pergamon Press, London, pp 339–361 Williams DS, Blest AD (1980) Extracellular shedding of photoreceptor membrane in the open rhabdom of a tipulid fly. Cell Tissue Res 205:423–438