PHOTOPIGMENT COEXPRESSZIÓ EMLOSÖKBEN: ÖSSZEHASONLÍTÓ ÉS FEJLODÉSTANI VIZSGÁLATOK. Doktori (Ph. D.) értekezés tézisei. Dr.

Hasonló dokumentumok
Dr. Lukáts Ákos OTKA zárójelentés

SZÍNLÁTÁS Szél Ágoston

LÁTÁS FIZIOLÓGIA I.RÉSZ

Fénytechnika. A szem, a látás és a színes látás. Dr. Wenzel Klára. egyetemi magántanár Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem

A 90-es évek második felében megállapítottuk, hogy a fotoreceptorok eloszlása az emlősökben dorzo-ventrális polarizációt mutat, felfedeztük, hogy az

SZÍNLÁTÁS Szél Ágoston

A LÁTÁS BIOFIZIKÁJA AZ EMBERI SZEM GEOMETRIAI OPTIKÁJA. A szem törőközegei. D szem = 63 dioptria, D kornea = 40, D lencse = 15+

FOTORECEPTOROK ELOSZLÁSA ÉS FEJLŐDÉSE

Látás. Látás. A környezet érzékelése a látható fény segítségével. A szem a fényérzékelés speciális, páros szerve (érzékszerv).

A Humánmorfológiai és Fejlődésbiológiai Intézet rektori pályatételei, szakdolgozati és tudományos diákköri (TDK) témái a 2012/2013-es tanévre

Búza tartalékfehérjék mozgásának követése a transzgénikus rizs endospermium sejtjeiben


Váz. Látás-nyelv-emlékezet Látás 2. A szemtől az agykéregig. Három fő lépés:

Orvosi Fizika 2. Az érzékszervek biofizikája: a látás. Bari Ferenc egyetemi tanár. SZTE ÁOK-TTIK Orvosi Fizikai és Orvosi Informatikai Intézet

VÍZUÁLIS OPTIKA. A színlátás. Dr Wenzel Klára. egyetemi magántanár Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Budapest, 2018

11/23/11. n 21 = n n r D = Néhány szó a fényről nm. Az elektromágneses spektrum. BÓDIS Emőke november 22.

OPTIKA. Optikai rendszerek. Dr. Seres István

LÁTÁS FIZIOLÓGIA A szem és a látás

10/8/ dpr. n 21 = n n' r D = Néhány szó a fényről nm. Az elektromágneses spektrum. BÓDIS Emőke Október 2.

A kutyafélék összehasonlító neurobiológiája- Szenzoros képességek

VIZSGÁLATOK IDEGEN KÓROKOZÓKRA HUMÁN ÉLŐVÍRUS-VAKCINÁKBAN

Radonkoncentráció dinamikájának és forrásainak vizsgálata a Pál-völgyibarlangban

Némethné Vidovszky Ágens 1 és Schanda János 2

Molnár Levente Farkas

In vivo szövetanalízis. Különös tekintettel a biolumineszcens és fluoreszcens képalkotási eljárásokra

Jegyzőkönyv. dr. Kozsurek Márk. A CART peptid a gerincvelői szintű nociceptív információfeldolgozásban szerepet játszó neuronális hálózatokban

OPTIKA. Hullámoptika Diszperzió, interferencia. Dr. Seres István

Magyarajkú, nem-magyar állampolgárságú tanulók nevelésének, oktatásának helyzete a magyar közoktatásban. Készítette: Kováts András és Medjesi Anna

A felületi szabadenergia hatása az előállított pelletek paramétereire

Norvég Finanszírozási Mechanizmus által támogatott projekt HU-0115/NA/2008-3/ÖP-9 ÚJ TERÁPIÁS CÉLPONTOK AZONOSÍTÁSA GENOMIKAI MÓDSZEREKKEL

Egy Polycomb Response Element (PRE) in situ vizsgálata Drosophila melanogaster-ben génkonverzió segítségével. Kozma Gabriella

DR. KOKOVAY ÁGNES. Személyes információk. Születési hely, idő: május 30. Várpalota. Képzettség

OPTIKA. Hullámoptika Színek, szem működése. Dr. Seres István

OPTIKA. Szín. Dr. Seres István

Ph.D. Tézisek összefoglalója. Dr. Paulik Edit. Szegedi Tudományegyetem Általános Orvostudományi Kar Népegészségtani Intézet

Településhálózati kapcsolatrendszerek

Rövid ismertető. Modern mikroszkópiai módszerek. A mikroszkóp. A mikroszkóp. Az optikai mikroszkópia áttekintése

Két kevéssé ismert humán ABCG fehérje expressziója és funkcionális vizsgálata: ABCG1 és ABCG4 jellemzése

Alapfogalmak folytatás

PhD DISSZERTÁCIÓ TÉZISEI

A sejtfelszíni FasL és szolubilis vezikulakötött FasL által indukált sejthalál gátlása és jellemzése

A LÁTÁS BIOFIZIKÁJA AZ EMBERI SZEM GEOMETRIAI OPTIKÁJA FOTORECEPTOROK A LÁTÁS MOLEKULÁRIS MECHANIZMUSA A SZÍNLÁTÁS ELMÉLETE ELEKTRORETINOGRAM

Az áramlási citométer és sejtszorter felépítése és működése, diagnosztikai alkalmazásai

Doktori (PhD) értekezés tézisei

Laterális feloldás és képminőség javítása vonalpásztázó tomográfiás optikai mikroszkópban

Színes gyakorlókönyv színtévesztőknek

Látás Nyelv - Emlékezet. ETE47A001/2016_17_1/

A zajszennyezéssel kapcsolatos fizetési hajlandóság meghatározása kérdőíves felmérés segítségével

BOROMISZA ZSOMBOR: TÓPARTOK TÁJÉPÍTÉSZETI SZEMPONTÚ VIZSGÁLATI ELVEI ÉS MÓDSZEREI A VELENCEI-TÓ PÉLDÁJÁN DOKTORI ÉRTEKEZÉS TÉZISEI BUDAPEST, 2012

Tüdő adenocarcinomásbetegek agyi áttéteiben jelenlévő immunsejtek, valamint a PD-L1 és PD-1 fehérjék túlélésre gyakorolt hatása

Varga Zsuzsanna Dékáni Hivatal vezetője. Tisztelt Hivatalvezető Asszony, kedves Zsuzsa!

Bevezetés a színek elméletébe és a fényképezéssel kapcsolatos fogalmak

Nagy Ildikó: Családok pénzkezelési szokásai a kilencvenes években

- a teljes időszak trendfüggvénye-, - az utolsó szignifikánsan eltérő időszak trendfüggvénye-,

A magbank szerepe szikes gyepek fajgazdagságának fenntartásában

Módszer fejlesztése forró részecskék azonosítására és lokalizálására biztosítéki részecske-analízis céljára

A RESZUSZPENDÁLT ÉS BELÉLEGEZHETŐ VÁROSI AEROSZOL JELLEMZÉSE. DOKTORI (PhD) ÉRTEKEZÉS TÉZISEI

LÁTÁS FIZIOLÓGIA II.RÉSZ

Miskolci Egyetem GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR. Osztályozási fák, durva halmazok és alkalmazásaik. PhD értekezés

Lymphoma sejtvonalak és gyerekkori leukémia (ALL) sejtek mikro RNS (mir) profiljának vizsgálata

Szerves és szervetlen fekete és szürke pigmentek fénymikroszkópos vizsgálatai és kimutatási lehetőségei

Geológiai radonpotenciál térképezés Pest és Nógrád megye területén

Érzelmi megterhelődés, lelki kiégés az egészségügyi dolgozók körében

A parlagfű polleninformáció szolgáltatás eszközei

Doktori tézisek. Sedlák Éva. Semmelweis Egyetem Gyógyszertudományok Doktori Iskola

Milyen színűek a csillagok?

VÁLTOZTATÁSMENEDZSMENT A HAZAI GYAKORLATBAN

A Planck-eloszlásokról és a fényforrások ekvivalens színhőmérséklet -eiről Erbeszkorn Lajos

A Hisztogram használata a digitális képszerkesztésben

A stresszteli életesemények és a gyermekkori depresszió kapcsolatának vizsgálata populációs és klinikai mintán

Biokatalitikus Baeyer-Villiger oxidációk Doktori (PhD) értekezés tézisei. Muskotál Adél. Dr. Vonderviszt Ferenc

Doktori Tézisek. dr. Osman Fares

MÉRÉSI TAPASZTALATOK EGY ÚJ SZÍNLÁTÁS TESZTTEL

Juhos Krisztina. Ph.D. hallgató. Hôpital d Hautepierre, Strasbourg. Nouvelle Hôpital Civil, Strasbourg. Hôpital Civil, Strasbourg

A zsírszövet mellett az agyvelő lipidekben leggazdagabb szervünk. Pontosabban az agy igen gazdag hosszú szénláncú politelítetlen zsírsavakban

Oktatói Munka Hallgatói Véleményezésének eredményei 2017/18. tanév őszi félév

Doktori (PhD) értekezés tézisei. A minőség- és eredettanúsítás lehetősége és alkalmazása a magyar erdőgazdálkodásban. Bodnár Sándor okl.

A humán tripszinogén 4 expressziója és eloszlási mintázata az emberi agyban

TANULÓI KÍSÉRLET (45 perc)

AZ ANATÓMIA, SZÖVET- ÉS FEJLŐDÉSTAN TANTÁRGGYAL KAPCSOLATOS TANULMÁNYI INFORMÁCIÓK 2014/2015-ös tanév, I. félév, II. évfolyam FOK

MAGYAR DOKTORANDUSZOK A SZOMSZÉDOS ORSZÁGOKBAN

Tollazati színek mikroszerkezeti háttere szubmikroszkópos megközelítés

Bevezetés a színek elméletébe és a fényképezéssel kapcsolatos fogalmak

A szegénység fogalmának megjelenése a magyar online médiában


Orvosi Fizika. Az érzékszervek biofizikája: a látás. Bari Ferenc egyetemi tanár. SZTE ÁOK-TTIK Orvosi Fizikai és Orvosi Informatikai Intézet

A fotodegradációs folyamat színváltoztató hatása a bútoriparban felhasználható faanyagoknál

NÖVÉNYÉLETTAN. Az Agrármérnöki MSc szak tananyagfejlesztése TÁMOP /1/A

A látás alapjai. Látás Nyelv Emlékezet. Általános elv. Neuron idegsejt Neuronális hálózatok. Cajal és Golgi 1906 Nobel Díj A neuron

Hungarian language version

IX. Az emberi szem és a látás biofizikája

A szamóca érése során izolált Spiral és Spermidin-szintáz gén jellemzése. Kiss Erzsébet Kovács László

ÁLLATTENYÉSZTÉSI TUDOMÁNYOK DOKTORI ISKOLA Doktori Iskola vezető: Dr. Bánszki Tamás, MTA doktora. Témavezetők: mezőgazdaság-tudomány kandidátusa

Az állományon belüli és kívüli hőmérséklet különbség alakulása a nappali órákban a koronatér fölötti térben május és október közötti időszak során

SZTE ETSZK Publikációs lista 2010

Szakmai zárójelentés A kutyaszemélyiség mint az emberi személyiségvizsgálatok modellje: etológiai, pszichológiai és genetikai megközelítés

Opponensi vélemény. Dr Tajti János A migrén kórfolyamatának vizsgálata című MTA doktori pályázatáról

A Debreceni Egyetem Élettani Intézete

Új aspektusok a fotoreceptorok differenciálódásában és fejlődésében normál és kóros állapotokban

A nappali tagozatra felvett gépészmérnök és műszaki menedzser hallgatók informatikai ismeretének elemzése a Budapesti Műszaki Főiskolán

Átírás:

PHOTOPIGMENT COEXPRESSZIÓ EMLOSÖKBEN: ÖSSZEHASONLÍTÓ ÉS FEJLODÉSTANI VIZSGÁLATOK Doktori (Ph. D.) értekezés tézisei Dr. Lukáts Ákos Humánmorfológiai és Fejlodésbiológiai Intézet, Budapest Témavezeto: Prof. Dr. Szél Ágoston 2004. Semmelweis Egyetem, Doktori Iskola 7/3 doktori program Szigorlati bizottság: Prof. Dr. Csillag András (elnök), Dr. Madarász Emília és Dr. Gerber Gábor Opponensek: Prof. Dr. Gábriel Róbert és Prof. Dr. Németh János

BEVEZETÉS A szembe érkezo fényingereket a retina fotoreceptor sejtjei, a csapok és a pálcikák alakítják ingerületté. Ezek kültagjaiban találhatók azok a fotoreceptor molekulák, más néven fotopigmentek, amelyek a jelátviteli folyamatot beindítják. Egy fotopigment két részbol áll: egy kromoforból (11 cis -retinal), amely minden pigmentben azonos, és egy fehérjerészbol az opszinból. A fotereceptorsejtek eltéro tulajdonságaiért különbözo opszin tartalmuk a felelos. Az alacsony ingerküszöbu, rodoposzin tartalmú pálcikák a szürkületi fényre is érzékenyek, sot fel is erosítik azt (szkotopikus látás), míg a csapok a nappali látásért felelosek (fotopikus látás). Emlosökben a csapopszinok eltéro aminosavösszetétele alapján három csaptípust különböztetünk meg, amelyek a színdiszkriminációban játszanak szerepet. A rövidhullám érzékeny, ún. S-csapok elnyelési maximuma a kék (néhány esetben az UV) tartományba esik; a közepes hullámhosszra érzékeny M-csapokat a zöld, míg a hosszúhullámú fényre érzékeny L-csapokat a vörös fény ingerli leginkább. Ahhoz, hogy megértsük, hogyan képesek a különbözo fotoreceptorsejtek együttmuködni a szkotopikus és a színlátásban, ismernünk kell azt, hogy ezek az elemek milyen arányban és milyen térbeli eloszlásban fordulnak elo az emlosök retinájában. A fotoreceptorok eloszlásának vizsgálatára az immu ncytokémiai eljárások bizonyultak legalkalmasabbnak; specifikus ellenanyagokkal lehetoség nyílt a pálcikák és a csap altípusok egyszeru elkülönítésére. A retinák többségét a pálcikák dominálják, a csapok mindössze 1-14 százalékban mutathatók ki. A kutatások kiderítették azt is, hogy csak néhány foemlosre jellemzo mindhárom csapféleség jelenléte, a trikromatikus színlátás. Az emlosök többségénél csak kétféle csapot találunk (dikromácia), amelyek közül az egyik a rövid hullámhosszakra (S-csap), míg a másik áltálában zöld, vagy 2

néhány esetben a vörös fényre érzékeny. Ezt a második csappopulációt szokás M/L-csapnak is nevezni. Minden egyes csap csak egyféle fotopigmentet tartalmaz, és a különbözo csaptípusok eloszlásában jellegzetes térbeli elrendezodés nem figyelheto meg. Ez azt jelenti, hogy nincsen olyan terület, ahonnan az egyik típus hiányozna, és a két altípus egymáshoz viszonyított aránya is relatíve állandó: kb. tízszer annyi M/L-, mint S-csapot találunk. Néhány nappal aktív emlosben a csapok és pálcikák aránya megfordul. Itt a receptorok dönto többsége csap, a pálcikák mindössze 5-10% - ban vannak jelen. Ilyen retinája van az ürgének és a mókuscickánynak. A csap altípusok egymáshoz viszonyított aránya azonban itt is jellegzetesen állandó (10:1), és szintén homogén módon oszlanak el a retinában. Néhány éjszaka aktív emlosfajban pedig a kékérzékeny csapok is hiányoznak. E fajok retinája szintén pálcikadomináns; csapok csak kis számban találhatók, és mindegyikük rövidhullám érzékeny (monokromácia). Néhány rágcsáló (szíriai aranyhörcsög, Apodemus fajok) és egyes éjszakai foemlosök tartoznak ebbe a kategóriába A fotoreceptorok eloszlásának általános szabályai Az 1990-es évek elejére úgy tunt, hogy az immuncitokémiai vizsgálatok segítségével sikerül néhány általános érvényu szabályt alkotni a csap altípusok eloszlásáról az emlos retinában. Egy csap, egy pigment Minden egyes csap csak egyféle fotopigmentet tartalmaz. Fotopigment koexpresszió nem fordul elo. S:M/L csapok aránya 1:10 - Ha egy faj retinája mind kék-, mind zöldérzékeny csapokat tartalmaz, akkor e két típus aránya állandónak tekintheto (1:10), és nem függ a csapok tényleges számától. A csap altípusok egyenletes eloszlása a retinában, centroperifériás gradiens Nincsen olyan terület, ahonnan az egyik csaptípus hiányozna, vagy a szokásosnál magasabb arányban lenne jelen. A legmagasabb 3

suruségeket mindig a retina centrumában mérhetjük, a csapok száma a periféria felé haladva fokozatosan csökken. Még ma is úgy tunik, hogy a legtöbb emlos retinája követi az itt leírt általános szabályokat, bár az elmúlt években néhány különleges, ettol eltéro retinális eloszlást is felfedeztek. Fotopigment koexpresszió: duális csapok A kivételek közül különösen érdekesek azok az esetek, amikor többféle fotopigmentet egyszerre tartalmazó, duális csapokat sikerült azonosítani emlosökben. Ezek legalább kétféle elrendezodésben lehetnek jelen. Néhány rágcsáló retinájára a dorso-ventralis osztottság jellemzo. Amíg a retina dorsalis felén a két csapféleség eloszlása követi a fentebb leírt általános szabályt, addig a ventralis retinafélrol a zöldérzékeny csapok teljesen hiányoznak, itt csak kéké rzékeny elemeket találunk. A két retinafél találkozásánál, az úgynevezett átmeneti zónában pedig a csapok dönto többsége mindkét pigmentet termeli (térbeli fotopigment koexpresszió). Eddig a retina ilyen osztott elrendezodését csak néhány emlosben (pl.: háziegér, házinyúl) írták le, a jelenség biológiai szerepe, ha van ilyen egyáltalán, eléggé ellentmondásos. Az osztott retinákon kívül, egyetlen más olyan csapmintázat sem ismert, ahol duális csapok fordulnának elo emlos fajok felnott egyedeiben. Néhány olyan fajban azonban, ahol a fotoreceptorok eloszlásában térbeli elkülönülést nem lehet megfigyelni (pl.: patkány), koexpressziót mutató csapok jelenhetnek meg a fejlodés folyamán (átmeneti fotopigment koexpresszió). Ezek a duális csapok valószínuleg az M/L-csapok differenciálódásának egy átmeneti állapotát reprezentálják. Az elmélet szerint minden csap eloször a kékérzékeny pigmentet kezdi termelni, és néhányan a felnottkorig csak ennek a szintézisére képesek, ezek alkotják a definitív kékérzékeny csapok populációját. A csapok többségében azonban beindul az M/L-pigment termelése is - ezeket látjuk kettosen jelölt elemekként -, majd az 4

S-pigment termelése fokozatosan leáll. Az M/L-csapok tehát az S-csapokból fejlodnek ki, transzdifferenciálódással. Felnottkorban, amikorra az opszinváltás befejezodött, a retina egyetlen duális csapot sem tartalmaz. Úgy tunik azonban, hogy az itt felvázolt differenciálódási elmélet nem általános érvényu az emlosök körében. Más fajok csapfejlodését megvizsgálva, az eredmények nem minden esetben követik a patkánynál megfigyelteket. Szarvasmarhában, egérben, és néhány foemlosben egyetlen duális csapot sem sikerült kimutatni. Lehetséges, hogy a csapfejlodés legalább kétféle módon mehet végbe? Egyes fajokban az M/L-csapok az S-csapokból fejlodnek, másokban tolük függetlenül? Vagy csak érzékenyebb módszerekre lenne szükségünk, hogy kimutassuk az opszint koexpresszáló elemeket? CÉLKITUZÉSEK Vizsgálataink elsodleges célja az volt, hogy sikerüljön egy átfogó képet alkotnunk a fotopigment koexpreszió jelenségérol emlosökben. Két kísérletsorozatban mind a felnottkori, mind az átmeneti duális csapok jelenségét megvizsgáltuk. Összehasonlító anatómiai vizsgálatainkban nyolc, többségében délafrikai rágcsáló fotoreceptor eloszlását vizsgáltuk, a Pretoriai Egyetemmel (Dél-Afrika) és az INSRM (Unité 371) francia intézettel együttmuködve. Mind nappal, mind éjszaka aktív fajokat választottunk. A fo kérdésünk az volt, hogy mennyire elterjedt a koexpresszió jelensége felnott emlosökben. Vajon találunk-e duális csapokat is tartalmazó retinákat, és ha igen, ezek itt is egy osztott retina átmeneti zónáját fogják elfoglalni, vagy más retinális eloszlásban is megjelenhetnek. Mivel az állatok életmódjáról is módunkban állt adatokat gyujteni, az életmód és a retinaszerkezet összevetése komoly lehetoségekkel kecsegtetett e speciális csaptípus funkciójának megértésében. 5

A disszertáció fejlodéstani részében arra a kérdésre kerestük a választ, hogy vajon minden fajra jellemzo-e az átmeneti fotopigment koexpresszió jelensége? Sikerül-e valamilyen kapcsolatot kimutatni a retina fejlodése és a felnottkori duális csapok között? Részletesen két fajon végzett kísérlet eredményei kerülnek tárgyalásra. Mindkét vizsgált faj felnott egyedei speciális csapeloszlást mutatnak. A házinyúl retinája az egérhez nagyon hasonló osztott retina, míg a másik faj, a mókuscickány (Tupaia belangeri) csapdomináns retinával rendelkezik. Ez utóbbi faj azért is érdekes, mert - legalábbis egyes szerzok szerint - nagyon közel ál a foemlosökhöz. Retinaszerkezete is nagyon hasonlít a fovea szerkezetére, ezért a mókuscickány csapjainak differenciálódásából levont következtetések talán közelebb vihetnek minket a foemlos retina fejlodésének megértéséhez is. MÓDSZEREK Összehasonlító vizsgálatinkat nyolc rágcsáló felnott egyedein végeztük. A szibériai törpehörcsög (Phodopus sungorus) kivételével mindegyik Dél-Afrikából származott. Három nappal aktív (Otomys unisulcatus, Rhabdomys pumilio, Parotomys brantsii), és négy éjszakai életmódot folytató fajt (Aethomys namaquensis, Dendromys melanotis, Mastomys natalensis, Saccostomus campestris) vizsgáltunk. Minden állatot túlaltatás után perfúzióval fixáltunk, a szemeket orientáció után eltávolítottuk, felvágtuk az ora serratanál, majd a retinát leválasztottuk a pigmenthámról. Fejlodéstani kísérleteink során két faj, a házinyúl és a mókuscickány különbözo korú egyedeit vizsgáltuk. Euthanasia után a szemeket orientáltuk, eltávolítottuk, körbevágtuk, és a hátsó szegmentumot 4% -os paraformaldehidben fixáltuk. A fotoreceptorok eloszlását immuncytokémiai módszerrel határoztuk meg. Két ellenanyagpár bizonyult különösen hasznosnak a csap altípusok 6

elkülönítésében. Két monoklonális, intézetünkben kifejlesztett ellenanyagot használtunk: mab COS-1 (1:50), amely az M/L csapokra specifikus, és mab OS-2 (1:5000), mely a kékérzékeny csapokat ismeri fel. Kiegészítésképpen két polyklonális ellenanyagot is alkalmaztunk: JH455 (1:5000), ami az S- és CERN956 (1:500), ami az M/L-csapokat jelöli. Néhány esetben, amikor szükségünk volt rá, a pálcikákat polyklonális anti-rhodopsin (AO, 1:100) ellenanyaggal tettük láthatóvá. Ha az összes csapot kellett megjelölni, ezt lektincitokémiával tehettük meg, PNA lektin (5 µg/ml) alkalmazásával. Az immunreakciót szükség szerint teljes retinán és félvékony metszeteken is elvégeztük, az aktuális inkubációs idok az alkalmazás módja határozta meg. A kötött ellenanyagokat és lektint fluorokrómokkal jelölt második ellenanyaggal (Alexa, Molecular Probes) vagy az érzékenyebb DAB reakcióval mutattuk ki. A kettosen jelölt elemek kimutatására kétféle technikát alkalmaztunk. Teljes retinán kihasználva, hogy különbözo fajban termelt ellenanyagok állnak rendelkezésünkre - a COS-1 / JH455 vagy a CERN956 / OS-2 kombinációt alkalmaztuk az M/L- illetve az S-csapok szelektív jelölésére. Tangenciális félvékony sorozatmetszetek esetén viszont olyan vékony metszeteket készítettünk, hogy ugyanaz a kültag több metszeten is azonosítható volt. Minden metszetet csak egyféle ellenanyaggal inkubáltunk, a kötött ellenanyagokat pedig a sokkal érzékenyebb DAB reakcióval tehettük láthatóvá. Az egymást követo metszetek azonos területeit lefényképezve, minden egyes kültag festodési sajátosságai feltérképezhetoek voltak. A teljes retina készítményeket és a metszeteket fénymikroszkóp (Leica DMR és Zeiss Axiophot) segítségével értékeltük a megfelelo fluoreszcens szurok illetve Nomarski optika segítségével. Fényképeket kétféle digitális kamerával készítettünk (Spot II, Diagnostic Instruments illetve Olympus DP50), a képek további feldolgozását Adobe Photoshop (7.0) programmal végeztük el. Kettosen jelölt elemeknél megvizsgáltuk azt is, hogy 7

kimutatható-e valamilyen gradiens az opszinok kültagon belüli eloszlásában, ehhez Leica TCS SP konfokális mikroszkópot használtunk. A legtöbb kísérletben objektív adatokra volt szükség a jelölt elemek számáról és eloszlásáról. Az immunopozitív kültagokat vagy manuálisan számoltuk meg, vagy az erre a célra kifejlesztett csapszámláló programma l (Cone Count). A számolt adatokból a vizsgálat összehasonlító részében a pontosabb, áttekinthetobb prezentáció érdekében izodenzitás térképeket is szerkesztettünk. Ehhez az INSERM laboratóriumában (Unité 372, Lyon, Franciaország) kifejlesztett programot használtuk fel (Spline). EREDMÉNYEK Vizsgálataink összehasonlító részében nyolc, többségében dél-afrikai rágcsáló retináját vizsgáltuk meg. Sem a nappal, sem az éjszaka aktív fajokban nem találtunk semmilyen különleges térbeli elrendezodésre utaló jelet a csap altípusok eloszlásában, tehát úgy tunik, hogy ez a speciális osztott retina mindössze néhány rágcsáló, és európai egérfajra jellemzo. Ennek ellenére a vizsgált nyolc faj közül háromban sikerült duális csapokat azonosítanunk, eddig még le nem írt elhelyezkedésben és arányokban, tehát a koexpresszió jelensége sokkal elterjedtebb, mint azt eredetileg gondoltuk. Az egyik nappal aktív fajban, az Otomys unisulcatusban, kettosen jelö lt csapok találhatók a retina dorsalis perifériáján, igaz csak alacsony számban. Meglepetésünkre ez a duális csapokat tartalmazó terület mind morfológiailag, mind festodését tekintve nagyon hasonlít a fejlodo retinához, a csapok differenciálódásának stádiumában. Ez felveti annak a lehetoségét, hogy ebben a fajban osztódásra és differenciálódásra képes ossejtek találhatók a retina perifériás területén, és az újonnan keletkezett csapsejtek beilleszkednek retinális mozaikba. 8

Talán ennél is érdekesebb, hogy két vizsgált rágcsálófajban, a szibériai törpehörcsögben és a Saccostomus campestrisben a retina kizárólag duális csapokat tartalmaz, tehát az összes csap termeli mind az S-, mind az M/L pigmentet. Ez a két faj, ahol a koexpresszió nem csak a retina kis területén elhelyezkedo viszonylag alacsony számú csapra korlátozódik, hasznos mo dellként szolgálhat számunkra e furcsa csaptípus szerepének, idegi összeköttetéseinek vizsgálatához. Fejlodéstani vizsgálatainkban két faj retinájának postnatalis fejlodését követtük nyomon. Mind a házinyúlban, mind a mókuscickányban, az immunreakcióval kimutatható fotoreceptorok megjelenésének sorrendje megegyezett. Ahogy eddig minden vizsgált emlosben itt is a pálcika opszin volt eloször detektálható a centrális retinarészeken. Néhány nappal ezt követoen jelent meg az S-opszin expressziója, az M/L-csapok voltak legutoljára kimutathatók. A periféria fejlodése minden esetben néhány nappal késett a centrumhoz viszonyítva. A hasonlóságok ellenére fontos különbségekre is fény derült. A nagyon érzékeny félvékony sorozatmetszési technika alkalmazásával sikerült néhány koexpressziót mutató duális csapot kimutatnunk a fejlodo mókuscickány retinájában, házinyúlból azonban ezek az elemek teljesen hiányoznak, ebben a fajban tehát kizárhatjuk az átmeneti fotopigment koexpressziót. Ez azt jelenti, hogy az M/L-csapok fejlodése legalább kétféle úton mehet végbe. Egyes fajokban (patkány, mókuscickány) az S-csapokból fejlodnek transzdifferenciálódás útján, más esetekben (egér, marha, nyúl) tolük függetlenül. MEGBESZÉLÉS Eredményeink alapján kijelenthetjük, hogy a fotopigment koexpresszió jelensége sokkal elterjedtebb emlosökben, mint azt az eddigi vizsgálatok alapján feltételeztük. Nem csak néhány faj különleges, osztott 9

retinájának kis százalékban jelen lévo alkotói, hanem más retinaeloszlásokban is megtalálhatók. Kétféle, ilyen új, duális csapokat tartalmazó csapeloszlást írtunk le. Egy fajban (Otomys unisulcatus) ezek az elemek a dorsalis perifériás retina kis számban jelen lévo csapjai, és feltételezéseink szerint a fotoreceptorok pótlásában játszhatnak szerepet, ennek bizonyítása azonban további vizsgálatokat igényel. Két másik fajban, a szibériai törpehörcsögben és a Saccostomus campestrisben pedig a teljes retina ilyen, mind a kék-, mind a zöldérzékeny pigmentet egyszerre expresszáló duális csapból épül fel. E két utóbbi faj, ahol a koexpreszió nem csak a retina és a teljes csappopuláció egy kis hányadára terjed ki, a jövoben fontos modellállatnak bizonyulhat a duális csapok vizsgálatában. Ezekben egy tiszta rendszerben, a többi csapféleség zavaró hatásától mentesen lehetne vizsgálni e csapok funkcióját, idegi összeköttetéseit, és ex- vagy transzplantációs kísérletekben mutatott viselkedését. Vizsgálatok folynak e két faj életmódjának pontosabb meghatározása érdekében is. Ezek az adatok a jövoben talán közelebb vihetnek minket a duális csapok (szín)látásban betöltött szerepének megértéséhez. Mivel a duális csapok mind felnott, mind a fejlodo retinában megjelenhetnek logikusnak tunik kapcsolatot feltételezni e két típusú fotopigment koexpresszió között. Feltételezve, hogy minden M/L-csap transzdifferenciációval fejlodik, valószínuleg léteznek olyan faktorok is, amelyek ezt a pigmentváltást szabályozzák. Ha ez a szabályozó mechanizmus bármelyik ponton sérül, akkor a folyamat nem, vagy nem teljesen megy végbe, és felnottkorban is duális csapokat találunk a retinában. E logikus gondolatmenet ellenére, még a legérzékenyebb módszerekkel sem sikerült az átmeneti fotopigment koexpresszió létét bizonyítani az osztott retinájú nyúl csapfejlodésének vizsgálatakor. Ez azt jelenti, hogy az M/L-csapok legalább kétféleképpen fejlodhetnek: vagy az S-csapokból, vagy tolük függetlenül. Ez az adat megkérdojelezi az elobb felvázolt kapcsolatot az átmeneti és a 10

felnottkori fotopigment koexpresszió között, és rávilágít arra, mennyi további vizsgálat és adat szükséges még az opszingének expressziós mintázatának megértéséhez. KÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS Nagyon sok barátnak és kollegánk tartozom köszönettel a tézis elkészítéséhez nyújtott segítségért. Köszönöm Oláh Imre Professzor Úrnak az évek során tapasztalt folyamatos támogatását és tanácsait. Köszönettel tartozom a II. Számú Elektronmikroszkópos Laboratórium minden munkatársának: Szél Ágoston Professzor Úrnak - témavezetomnek -, Dr. L. Kiss Annának, illetve Kutasi Margit és Locsey Katalin asszisztenseknek. Köszönöm Vígh Béla és Röhlich Pál Professzoroknak hogy hasznos tanács aikkal mindig szívesen álltak rendelkezésemre. Kutatásaim során lehetoségem volt együtt dolgozni a franciaországi INSERM (Unité 371, Lyon), és a dél-afrikai Pretoria i Egyetem munkatársaival. Ezúton szeretném megköszönni mindkét intézet dolgozóinak segítségét, bátorítását és tanácsait. Külön köszönettel tartozom Howard M. Cooper és Nigel C. Bennett Professzoroknak, Dr. Ouria Dkhissi-Benyahya, Marietjie Oosthiuzen és Naura Chounlamountri kollegáimnak. A JH455 és Cern956 ellenanyagokhoz Dr. Jeremy Nathans és Dr. Willem de Grip jóvoltából jutottam hozzá, a különlegesen értékes mókuscickányokért Dr. Heywood M. Petry-nek mondok köszönetet. Végül köszönöm Urák Beátának és Dr. Somogyi Józsefnek a számítógépes képfeldolgozás területén nyújtott értékes segítségét. 11

A TÉZIS TÉMÁJÁBAN MEGJELENT SAJÁT KÖZLEMÉNYEK Szél Á, Lukáts Á, Fekete T, Petry HM, Somogyi J, Cooper HM, Röhlich P: Visual pigment coexpression in cone cells. Med Sci Mon. 1998;4:45-46 ( IF:0) Szél Á, Lukáts Á, Fekete T, Szepessy Zs, Röhlich P: Photoreceptor distribution in the retinas of subprimate mammals. J Opt Soc Am A. 2000;17:568-579 (IF: 1.481) Szepessy Zs, Lukáts Á, Fekete T, Barsi Á, Röhlich P, Szél Á: Cone differentiation with no photopigment coexpression. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2000;41:3171-3175 ( IF: 4.373) Lukáts Á, Dkhissi-Benyahya O, Szepessy Zs, Röhlich P, Vígh B, Bennett NC, Cooper HM, Szél Á (2002) Visual pigment coexpression in all cones of two rodents, the Siberian hamster and the pouched mouse. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2002;43:2468-2473 ( IF: 4.091) Eloadások, poszterek: Szél Á, Fekete T, Lukáts Á, Röhlich P: Patterns of retinal cone distribution in various mammals. Australian Neuroscience Meeting, Newcastle, Australia, 1997. Szél Á, Lukáts Á, Fekete T, Szepessy Zs, Röhlich P: Morphological approaches in color vision studies. IV th Multinational Congress on Electron Microscopy, Veszprém, Hungary, 1999. Szél Á, Szepessy Zs, Lukáts Á, Fekete T, Röhlich P: A retinális csapok differenciálódása. X. Magyar Anatómuskongresszus, Budapest, 1999. 12

Szepessy Zs, Lukáts Á, Fekete T, Szél Á: Fotoreceptorok fejlodése nyúl és mókuscickány retinájában. Ph.D. Tudományos Napok, Budapest, 2000. Lukáts Á: A fotoreceptok mintázatának analízise számítógépes módszerrel. XXX. Membrántranszport Konferencia, Sümeg, 2000. Szél Á, Lukáts Á, Szepessy Zs, Röhlich P: Development of color cone patterns. 9 th International Conference on Retinal Proteins, Szeged, 2000. Lukáts Á, Szepessy Zs, Röhlich P, Szél Á: A retinális fotoreceptorok fejlodése. IX. Sejt- és Fejlodésbiológiai Napok, Debrecen, 2001. Lukáts Á, Szepessy Zs, Röhlich P, Vígh B, Bennett NC, Cooper HM, Szél Á: Visual Pigment Coexpression in All Cones of Rodents. IX. Magyar Anatómus Kongresszus, Debrecen, 2001. Szél Á, Lukáts Á, Szepessy Zs, Röhlich P, Vígh B, Bennett N, Cooper HM: Visual pigment coexpression in all retinal cones of the siberian hamster. Association for Research in Vision and Ophthalmology, 2001 Annual Meeting, Fort Lauderdale, Florida, USA. 2001. (Abstr.) Invest Ophthalmol Vis Sci 42 S360. (IF:4.172) Lukáts Á, Hajós A, Földesi D, Bennett N, Cooper HM, Röhlich P, Szél Á: Unusual distribution of cone-subtypes in the peripheral retina of mammals. IBRO International workshop, Debrecen, 2002. Lukáts Á, Földesi D, Hajós A, Bennett NC, Cooper HM, Röhlich P, Szél Á: A preifériás retina érdekességei. X. Sejt- és Fejlodésbiológiai Napok, Siófok, 2002. 13