Photosensitive molecules and photoreceptors in the vertebrate retina and pineal gland  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
42524
Type K
Principal investigator Szél, Ágoston
Title in Hungarian Fényérzékeny molekulák és fotoreceptorok a gerincesek retinájában és tobozmirigyében
Title in English Photosensitive molecules and photoreceptors in the vertebrate retina and pineal gland
Panel Neurosciences
Department or equivalent Department of Anatomy, Histology and Embryology (Semmelweis University)
Participants Dávid, Csaba
L. Kiss, Anna
Lukáts, Ákos
Röhlich, Pál
Vígh, Béla
Starting date 2003-01-01
Closing date 2007-12-31
Funding (in million HUF) 13.160
FTE (full time equivalent) 0.00
state closed project





 

Final report

  
Results in Hungarian
Míg az emlősök legtöbbjében, amelyekben legalább kétféle színérzékenységű fotoreceptor található, kimutatható a transzdifferenciáció, vagyis a rövidhullám-érzékeny (kék) csapok korai megjelenése, és ezek egy részében a középhullám-érzékeny (zöld) pigment későbbi expressziója. Az eredeti kék pigment eltűnése eredményezi a definitív zöld csapokat, míg azok, amelyekben a zöld pigment egyáltalán nem jelenik meg, adják a kék csap-populációt. Elvetettük a hipotézist, hogy a monokromatikus fajokan is a kék-pigment expresszióján keresztül vezet az út. Felnőttben is előfordulnak két pigmentet tartalmazó csapok. A transzdifferenciáció (csap-fejlődés) nem áll meg újszülött korban, hanem folytatódik felnőttben is. Ezek idegi őssejtek, amelyek a retina regenerációjában játszhatnak szerepet (anti-PCNA). A csapok differenciálódásában közrejátszó tényezők közül a BDNF, az NT-3 és a TrkB szerepet játszanak a kék-zöld átalakulásban. Tenyésztés és immuncitokémia bizonyítja, hogy a kék csapok fejlődéséhez elegendő a megfelelő feltételek fennállása. A zöld csapok megjelenéséhez azonban az említett tényezők is szükségesek. A nem-vizuális fotoreceptorok feladata a diurnális ritmus beállítása. A bennük lévő cryptochromok kék-érzékenyek. Az ékszakai megvilágítás patológiás hatásait (emlőrák, colorectalis tumorok, stb.) a pineális melatonin gátlása okozza. Ezek redukálhatók kék fény-mentes megvilágítással, azaz megfelelő színszűrők használatával.
Results in English
In mammals that possess two color-specific photoreceptors, transdifferentiation is present. That means the early appearance of short wave (blue) cones and the later expression of middle wave (green) pigment in some of them. The disappearance of the original blue pigment results in the development of definitive green cones. Those in which no green pigment appears at all will make the blue cone population. The hypothesis that in monochromatic species green cones come about through the transitory appearance of blue pigment has been rejected. Dual cones expressing two visual pigments occur also in adults. Obviously, the transdifferentiation does not come to an end in the early postnatal period, rather it goes on in the adulthood. These might be neuronal stem cells playing a role in the regeneration of the retina (anti-PCNA). Of the factors having a role in the cone differentiation, BDNF, NT-3 and TrkB seem to be effective in the blue-green transition. Immunocytochemistry and tissue culture prove that proper culture technique is enough for the development of blue cones, however the above factors are indispensable for the green cones. Non-visual photoreceptors play a role in the entrainment of the diurnal clock. Their cryptochromes proved to be blue-sensitive. The pathologic effects of night work are attributed to the inhibition of pineal melatonin. The adverse reactions might be reduced with blue light-free illumination, with proper color filters.
Full text http://real.mtak.hu/647/
Decision
Yes





 

List of publications

  
Dávid C, Frank CL, Lukáts Á, Szél Á, Vígh B: Cerebrospinal fluid contacting neurons in the reduced brain ventricular system of the Atlantic hagfish, Myxine glutinosa, Acta Biol Hung, 54, 35-44, 2003
Mack AF, Uhlmann D, Germer A, Szél Á, Enzmann V, Reichenbach A: Differentiation of cones in cultured rabbit retina: effects of retinal pigment epithelial cell-conditioned medium, Neurosci Lett, 341, 53-56, 2003
van der Spuy J, Kim JH, Yu YS, Szél Á, Luthert PJ, Clark BJ, Cheetham ME: The expression of the Leber congenital amaurosis protein AIPL1 coincides with rod and cone photoreceptor development, Invest Ophthalmol Vis Sci. 44, 5396-5403, 2003
Lukáts Á, Halász G, Szabó A, Frank L Cs, Vígh B, Röhlich P, Szél Á: Postnatal development of retinal photoreceptors in the Siberian and Syrian hamster, Magyar Idegtudományi Társaság (MITT) IX. Konferenciája, Balatonfüred, 2003
Szabó A, Pinzón-Duarte G, Lukáts Á, Farkas Á, Kohler K, Szél Á: Organ culture of neonatal rat retina: a reliable method for developmental investigations, Magyar Idegtudományi Társaság (MITT) IX. Konferenciája, Balatonfüred, 2003
Lukáts Á, Halász G, Szabó A, Frank L Cs, Vígh B, Röhlich P, Szél Á: Postnatal development of retinal photoreceptors in the Siberian and Syrian hamster, XI. Sejt- és Fejlődésbiológiai Napok, Siófok, 2003
Szabó A, Pinzón-Duarte G, Lukáts Á, Farkas Á, Kohler K, Szél Á: Organ culture of neonatal rat retina: a reliable method for developmental investigations, XI. Sejt- és Fejlődésbiológiai Napok, Siófok, 2003
Vígh B, Manzano e Silva MJ, Frank CL, Vincze C, Czirok SJ, Szabó A, Lukáts Á, Szél Á: The system of cerebrospinal fluid-contacting neurons. Its supposed role in the nonsynaptic signal transmission of the brain, Histol Histopathol, 19, 607-628, 2004
Vígh B, Manzano E Silva MJ, Frank CL, Takács J, Szabó A, Lukáts Á, Szél Á: Fine structural and immunocytochemical comparison between pineal and retinal autonomic nerve endings and efferent fibers, FENS Abstr., Vol. 2, 63-24, 2004
Vígh B, Manzano E Silva MJ, Frank CL, Dávid C, Czirok SJ, Vincze C, Racz G, Lukáts Á, Szél Á: The circumventricular organs of the brain: Do they represent a cerebrospinal fluid-dependent regulatory system?, Med Hypotheses Res, 1, 77-100, 2004
Frank CL, Czirok SzJ, Vincze Cs, Rácz G, Szél Á, Vígh B: Autonomic nerves terminating on microvessels in the pineal organs of various submammalian vertebrates, Acta Biol Hung, 56, 35-41, 2005
Lukáts Á, Szabó A, Röhlich P, Vígh B, Szél Á: Photopigment coexpression in mammals: comparative and developmental aspects, Histol Histopathol, accepted for publication, 2005
Szabó A, Lukáts Á, Röhlich P, Szél Á: TrkB receptor és opszin koexpresszió fejlődő patkány retinában, XII. Sejt- és Fejlődésbiológiai Napok, Pécs, 2004
Halász G, Lukáts Á, Szabó A, Röhlich P, Szél Á: Fotoreceptorok posztnatális fejlődésének vizsgálata szíriai aranyhörcsögben és szibériai törpehörcsögben, XII. Sejt- és Fejlődésbiológiai Napok, Pécs, 2004
Berta ÁI, Földesi D, Hajós A, Lukáts Á, Röhlich P, Szél Á: Az Otomys irroratus retinájának dorsalis perifériája: őssejtek a felnőtt emlős retinában?, XII. Sejt- és Fejlődésbiológiai Napok, Pécs, 2004
Tibay Gy, Szabó A, Vígh B, Molnár V, Szél Á, Lukáts Á: A micro- és megachiroptera denevér retinájának strukturális és immuncitokémiai összehasonlítása, XII. Sejt- és Fejlődésbiológiai Napok, Pécs, 2004
Szabó A, Pinzón-Duarte G, Lukáts Á, Farkas Á, Kohler K, Szél Á: Organ culture of neonatal rat retina: a reliable method for developmental investigations, VI. Ph.D. Tudományos Napok, Semmelweis Egyetem, Budapest, 2004
Szabó A, Lukáts Á, Röhlich P, Szél Á: A TrkB receptor expressziójának vizsgálata fejlődő retinális fotoreceptorokon, VI. Ph.D. Tudományos Napok, Semmelweis Egyetem, Budapest, 2004
Lukáts Á, Szabó A, Röhlich P, Vígh B, Szél Á: Photopigment coexpression in mammals: comparative and developmental aspects, Histol Histopathol. 20, 551-557, 2005
Dávid C, Frank CL, Lukáts Á, Szél Á, Vígh B: Cerebrospinal fluid contacting neurons in the reduced brain ventricular system of the Atlantic hagfish, Myxine glutinosa, Acta Biol Hung, 54, 35-44, 2003
Lukáts Á, Berta ÁI, Halász G: Fotopigment koexpreszió emlősökben, Orvosképzés1, 51-60., 2005
Frank CL, Czirok SJ, Vincze C, Rácz G, Szél A, Vigh B: Autonomic nerves terminating on microvessels in the pineal organs of various submammalian vertebrates, Acta Biol. Hung. 56, 35-41., 2005
Vigh B, Czirok S, Vincze C, Rácz G, Tóth M, Szabó A, Lukáts A, Szél Á: Cerebrospinal fluid (CSF)-contacting neurons of photoreceptor- and mechanoreceptor-type in various vertebrates; an immunocytochemical study, 100th Annual Meeting of the Anatomical Society, Leipzig, 2005
Vigh B, Frank LC, David, C, Rácz, G, Szél, A: Could autonomic sympathetic nerves of the pineal organ mediate light-specific information?, XXIII th National Symposium on Reproductive Biology, Santiniketn, India, Proceedings of the Zoological Society, in press., 2005
David C, Magyar A, Manzano MJ, Vigh B, Szel A: OS-2, pinopsin and cryptochromes sensitive for blue light in the nonvisual photoreceptors regulating diurnal periodicity. May omitted blue light reduce pathological effec, Symposium on Shift Work, Amsterdam, 2005
Vígh B, Dávid Cs, Cs Frank L, Czirok SzJ, Szél Á: Az agy kamrarendszerének ependymaborítása és circumventriculáris szervei, Kálmán M. (szerk.) Neurológia, megjelenés alatt, 2005
Szabó A, Lukáts Á, Halász G, Berta ÁI, Röhlich P, Szél Á.: TrkB expression in the developing cones, 5th Forum of European Neuroscience, Vienna, Austria, 2006. July 8-12, 2006
Halász G, Szabó A, Berta ÁI, Röhlich P, Szél Á, Lukáts Á: In vivo and in vitro models to study the regulation of M/L-cones differentiation in two hamster species, 5th Forum of European Neuroscience, Vienna, Austria, 2006. July 8-12, 2006
Ágnes I Berta¹, Anna L Kiss¹, Ádám Kemény-Beke², Ákos Lukáts¹, Arnold Szabó¹, Ágoston Szél¹: Different caveolin isoforms in the retina of melanoma malignum affected human eye, Molecular Vision, 2006
Vígh, B., Frank, C. L., Dávid, Cs., Rácz, G. and Szél, Á: Could autonomic sympathetic nerves of the pineal organ mediate light-specific information?, Proc. Zool. Soc., Calcutta, 2006
Manzano e Silva M.J., Dávid, C., Magyar, A., Vigh, B. and Szél, Á.: Immunocytochemical localization of short wave-light-sensitive moleculaes in nonvisual photoreceptors. Can blue-light filtering reduce known pathological effects of night illumination?, 10th SRBS Meeting Abstracts 132, p. 100, 2006
Vígh B: Az életritmusokat a környezet megvilágításához igazító fényérzékszervek összehasonlítása gerinces állatokban és emberben, Csernus, V., Mess, B. (Eds.) Biológiai órák. Ritmikus biológiai folyamatok az élővilágban. pp. 63-80. Akadémiai Kiadó, Budapest,, 2006



Back »