Genetic Biomarkers of Aging in Drosophila melanogaster

Abstract

The thesis was done in the Mitochondrial Gerontology and Age-related Disease group at the University of Tampere. The subject concerns mitochondrial gerontology, and the aim of the thesis was to find the genetic biomarkers of aging in Drosophila melanogaster using several experimental models. The purpose of the work was to study the levels of expression of different genes which are related to the mitochondrial energy metabolism using qPCR technique.

To accomplish the purpose, the levels of expression of the chosen genes were studied in the following experiments: different ages in females of two wild-type strains Oregon R and Dahomey, Dahomey males, flies with overexpressed mitochondrial superoxide dismutase, Dahomey females grown at different temperatures, and Dahomey females with increased flying activity.

As a result, appreciable changes in the expression of the following genes were observed: Impl3, Hsp22 and Hsp70. Impl3 expression increased with age in all the conditions studied, so it can be used as a biomarker of aging in all experimental strains. The expression of Hsp22 and Hsp70 changed markedly only in some of the strains and did not change in others.

Opinnäytetyö tehtiin Tampereen Yliopiston mitokondriaa ja ikääntymistä tutkivassa ryhmässä. Aihe koskee mitokondrion gerontologiaa, ja työn tavoitteena oli löytää vanhenemisen geneettisiä biomarkkereita Drosophila melanogaster:n useissa koemalleissa. Työn tarkoituksena oli tutkia erilaisten mitokondrion metaboliaan liittyvien geenien ekspressiotasoja qPCR-tekniikan avulla.

Tarkoituksen toteuttamiseksi valittujen geenien ekspressiotasot tutkittiin muutamissa kärpäslinjoissa. Näitä oli: eri-ikäiset villityypin Oregon R ja Dahomey naarat, Dahomey urokset, kärpäset, joiden mitokondriaalinen superoksidi dismutaasi oli yli-ilmennetty, erilaisissa lämpötiloissa kasvatetut Dahomey naarat ja Dahomey naarat, joiden lentoaktiivisuutta oli lisätty.

Tulokseksi saatiin, että seuraavien geenien ekspressiotasojen muutokset olivat olennaisia: Impl3, Hsp22 ja Hsp70. Impl3 geenin ekspressiotaso kasvoi vanhenemisen myötä jokaisessa tutkitussa linjassa, jonka vuoksi Impl3 voidaan käyttää ikääntymisen geneettisenä biomarkkerina kokeissa käytetyissä kärpäsryhmissä. Muutokset Hsp22 ja Hsp70 ekspressioissa eivät tapahtuneet jokaisessa tutkitussa linjassa.