Związek pomiędzy zaburzeniami zegara okołodobowego i rozwojem choroby Parkinsona

Choroba Parkinsona (PD) jest jedną z najczęstszych chorób neurodegeneracyjnych, powodowaną zarówno przez czynniki genetyczne jak i środowiskowe. Jednym z licznych objawów PD są zaburzenia snu, które wpływają znacząco na jakość życia pacjentów. Zaburzenia zegara okołodobowego mogą dodatkowo przyspieszać procesy neurodegeneracyjne, jednakże mechanizm tych zmian jest słabo zbadany. Jednym z głównych czynników wpływających na pracę zegara jest sztuczne oświetlenie i zanieczyszczenie światłem, szczególnie niebieskim, emitowanym przez komputery i smartfony. Celem tego projektu jest zbadanie molekularnych mechanizmów, poprzez które światło wpływa na przyspieszenie rozwoju objawów choroby Parkinsona. Chcielibyśmy także zbadać jak zaburzenia funkcjonowania układu dopaminergicznego wpływają na zegar okołodobowy.

• NCN Sonata bis UMO-2022/46/E/NZ3/00095 Związek pomiędzy zegarem okołodobowym, zanieczyszczeniem światłem i rozwojem choroby  Parkinsona - badania na modelu Drosophila melanogaster
• Horizon MSCA Marie Curie Doctoral Network INCITE „The impact of dopaminergic system metabolism on circadian clock neurons”

Publikacje:

• Damulewicz M, Gregoris F, Colaianni D, Cendron F, Biscontin A, Minervini G, Mazzotta GM. Cryptochrome interaction networks across different tissues in Drosophila melanogaster. Biol Direct. 2025 Nov 28;20(1):114

Starzenie siatkówki – wpływ zegara i zanieczyszczenia światłem

Jednym z objawów towarzyszących starzeniu jest pogorszenie jakości widzenia, związane z chorobami siatkówki. Drosophila melanogaster jest doskonałym modelem do badań nad tymi zagadnieniami. Podobnie jak u ludzi, u starszych osobników owadów siatkówka wykazuje wiele degeneracyjnych zmian, takich jak gromadzenie agregatów białkowych czy zmiana ilości połączeń synaptycznych. Jednym z powodów starzenia siatkówki mogą być zaburzenia pracy zegara biologicznego. Oscylatory biologiczne są autonomiczne, ale mogą być synchronizowane przez warunki środowiskowe, takie jak światło. Układ wzrokowy posiada swój własny peryferyczny zegar, który reguluje dobowe zmiany w funkcjonowaniu oka. Zaburzenie tej rytmiki może prowadzić do wielu poważnych chorób. Jednym z głównych czynników wpływających na prawidłową pracę siatkówki jest sztuczne oświetlenie. Celem tego projektu jest wykazanie, że zaburzenie pracy zegara okołodobowego poprzez zanieczyszczenie światłem powoduje zmiany na poziomie metabolizmu komórek oka, co w efekcie prowadzi do uszkodzeń siatkówki, a proces ten pogłębia się z wiekiem.

Projekt finansowany ze środków Opus 24 NCN UMO-2022/47/B/NZ3/00250 Wpływ zanieczyszczenia światłem na starzenie układu wzrokowego - badania na modelu Drosophila melanogaster

Publikacje:

• Damulewicz M, Mazzotta GM. A one-day journey to the suburbs: circadian clock in the Drosophila visual system.  FEBS J. 2025 Feb;292(4):727-739.

Związek pomiędzy autofagią a zegarem okołodobowym

Autofagia jest procesem auto-degradacji, który odgrywa ważną rolę w usuwaniu agregatów białek, uszkodzonych organelli, ale także w zmianach kształtu i wielkości komórek. Proces ten polega na otoczeniu białka przez autofagosom i następnie fuzji z lizosomem, w którym następuje degradacja przez proteazy. Produkty degradacji są transportowane z powrotem do cytoplazmy i ponownie wykorzystywane. Głównym celem projektu jest zbadanie wzajemnych zależności pomiędzy autofagią a zegarem biologicznym w neuronach zegara LNv oraz oscylatorach peryferycznych: komórkach glejowych i fotoreceptorach siatkówki.

Projekt realizowany ze środków NCN Opus 14 UMO-2017/27/B/NZ3/00859 „Rola autofagii w regulacji zegara okołodobowego Drosophila melanogaster”

• Damulewicz M., Szypulski K., Pyza (2022) „Glia-neurons cross talk regulated through autophagy” Front Physiol. DOI: 10.3389/fphys.2022.886273 
• Szypulski K, Tyszka A, Pyza E, Damulewicz M. (2024) Autophagy as a new player in the regulation of clock neurons physiology of Drosophila melanogaster.  Sci Rep. 14(1):6085. doi: 10.1038/s41598-024-56649-3.
• Tyszka A, Szypulski K, Pyza E, Damulewicz M. Autophagy in the retina affects photoreceptor synaptic plasticity and behavior. J Insect Physiol. 2025 Mar;161:104741

Rola oscylatorów peryferycznych w regulacji centralnego zegara biologicznego

Zegar okołodobowy reguluje dobową rytmikę procesów życiowych wszystkich organizmów, synchronizując je do zmieniających się warunków środowiska w ciągu doby. Rytmika ta utrzymuje się także w warunkach stałej ciemności, a jej okres wynosi w przybliżeniu 24 godziny. Rytmy okołodobowe są generowane przez system oscylatorów – centralny znajdujący się w mózgu oraz peryferyczne zlokalizowane w różnych miejscach organizmu, np. w siatkówce czy komórkach glejowych. Celem tego projektu jest zbadanie roli zegarów peryferycznych w synchronizacji zegara centralnego i w efekcie ich wpływu na zachowanie owadów.

Projekt finansowany ze środków NCN Sonata „Regulacja plastyczności synaptycznej przez zegar okołodobowy u Drosophila melanogaster” UMO-2014/15/D/NZ3/05207 Program Mobilność Plus  V

• Damulewicz M, Ispizua JI, Ceriani MF, Pyza EM. (2020) Communication Among Photoreceptors and the Central Clock Affects Sleep Profile.  Front Physiol. 11:993. doi: 10.3389/fphys.2020.00993
• Damulewicz M, Doktór B, Baster Z, Pyza E. (2022)  The Role of Glia Clocks in the Regulation of Sleep in Drosophila melanogaster. J Neurosci. Sep 7;42(36):6848-6860. doi: 10.1523/JNEUROSCI.2340-21.2022. 
• Damulewicz M, Tyszka A, Pyza E. (2022) Light exposure during development affects physiology of adults in Drosophila melanogaster. Front Physiol. 13:1008154. doi: 10.3389/fphys.2022.1008154.

Funkcje kryptochromu w układzie wzrokowym

Endogenny mechanizm zegara okołodobowego jest kontrolowany m.in. przez światło za pośrednictwem białka kryptochromu (CRY), będącego fotoreceptorem światła niebieskiego. W układzie wzrokowym owadów CRY pełni wiele dodatkowych funkcji, takich jak magnetorecepcja, regulacja plastyczności synaptycznej, czy utrzymanie prawidłowej struktury rabdomeru. Celem tego projektu jest zbadanie pozostałych funkcji kryptochromu w układzie wzrokowym Drosophila melanogaster. a także w komórkach glejowych, będących oscylatorami peryferycznymi.

NCN Sonata „Regulacja plastyczności synaptycznej przez zegar okołodobowy u Drosophila melanogaster” UMO-2014/15/D/NZ3/05207

NAWA w ramach programu im. Bekkera „The role of Cryptochrome in the visual system of Drosophila melanogaster”

• Bellanda M, Damulewicz M, Zambelli B, Costanzi E, Gregoris F, Mammi S, Tosatto SCE, Costa R, Minervini G, Mazzotta GM. (2024) A PDZ scaffolding/CaM-mediated pathway in Cryptochrome signaling.  Protein Sci. 33(3):e4914. doi: 10.1002/pro.4914.
• Mazzotta GM, Bellanda M, Minervini G, Damulewicz M, Cusumano P, Aufiero S, Stefani M, Zambelli B, Mammi S, Costa R, Tosatto SCE. (2018) Calmodulin Enhances Cryptochrome Binding to INAD in Drosophila Photoreceptors. Front Mol Neurosci. 11:280. doi: 10.3389/fnmol.2018.00280. 
• Damulewicz M, Mazzotta GM, Sartori E, Rosato E, Costa R, Pyza EM. (2017) Cryptochrome Is a Regulator of Synaptic Plasticity in the Visual System of Drosophila melanogaster. Front Mol Neurosci. 10:165. doi: 10.3389/fnmol.2017.00165.
• Damulewicz M, Woźnicka O, Jasińska M, Pyza E. (2020) CRY-dependent plasticity of tetrad presynaptic sites in the visual system of Drosophila at the morning peak of activity and sleep. Sci Rep. 10(1):18161. doi: 10.1038/s41598-020-74442-w.

• Dr Gabriella Mazzotta, Uniwersytet Padewski, Włochy
• Prof. Ezio Rosato, Leicester University, Wielka Brytania
• Dr Fernanda Ceriani, Conicet, Argentyna
• Dr Aaron Voigt, Aachen, Niemcy
• Dr Aron Szabo, Szeged, Węgry

Doktoranci

• Mgr Justyna Kadłuczka “Rola degeneracji siatkówki w rozwoju choroby Parkinsona”

e-mail: justyna.kadluczka@doctoral.uj.edu.pl

W ramach pracy doktorskiej bada, jak degeneracja siatkówki może przyczynić się do rozwoju i progresji choroby Parkinsona (PD). Pracuje na modelu Drosophila melanogaster z wyciszonym genem park w siatkówce. W ramach realizacji minigrantu "Wpływ starzenia na profil ekspresji genów w astrocytach na modelu choroby Parkinsona u Drosophila melanogaster" przeprowadza analizę ekspresji genów kodujących białka zaangażowane w stan zapalny w starzejących się astrocytach oraz astrocytach z wyciszonym genem park.

• Mgr Monika Mitka „Wpływ zanieczyszczenia światłem na starzenie układu wzrokowego – badania na modelu Drosophila melanogaster”

e-mail: m.mitka@doctoral.uj.edu.pl
pokój: 3.12
ORCiD: 0009-0003-3776-3036

Zainteresowania naukowe skupiają się na biologii układu wzrokowego oraz zegara okołodobowego Drosophila melanogaster. W swojej pracy doktorskiej bada wpływ zanieczyszczenia światłem na starzenie układu wzrokowego muszki owocowej.

• Mgr Kinga Skoczek „Wpływ zanieczyszczenia światłem na procesy neurodegeneracyjne u Drosophila melanogaster”

• Aya Dridi "The impact of dopaminergic system metabolism on circadian clock neurons"

Magistranci

• lic. Weronika Obrzut „Rola zegara okołodobowego w układzie pokarmowym w regulacji procesów życiowych” 
• lic. Emil Wawak "Związek pomiędzy zaburzeniem mikrobioty a nasileniem objawów choroby Parkinsona o podłożu genetycznym"
• lic. Maria Kowalska "Wpływ przyjmowania antybiotyków na procesy związane ze starzeniem organizmu – badania na modelu Drosophila melanogaster"
• lic. Mateusz Zaborski "Rola bariery hemolimfa-mózg w progresji objawów choroby Parkinsona"

Licencjaci

• Magdalena Siwarga "Wpływ tworzenia agregatów synukleiny w jelicie na funkcjonowanie mózgu"
• Anna Smolarska "Wpływ antyoksydantów w diecie na progresję choroby Parkinsona"
• Pola Szerszon "Rola snu w regulacji poziomu stresu oksydacyjnego w mózgu"

2025

• Abaquita TAL, Damulewicz M, Pyza E. The neuroprotective role of CncC in a Drosophila model of Parkinson's disease. PLoS One. 2025 May 13;20(5):e0322640. doi:10.1371/journal.pone.0322640. eCollection 2025.
• Damulewicz M, Gregoris F, Colaianni D, Cendron F, Biscontin A, Minervini G, Mazzotta GM. Cryptochrome interaction networks across different tissues in Drosophila melanogaster. Biol Direct. 2025 Nov 28;20(1):114. doi: 10.1186/s13062-025-00696-x.
• Tyszka A, Szypulski K, Pyza E, Damulewicz M. Autophagy in the retina affects photoreceptor synaptic plasticity and behavior. J Insect Physiol. 2025 Mar;161:104741. doi: 10.1016/j.jinsphys.2024.104741.

2024

• Damulewicz M, Mazzotta GM. (2024) A one-day journey to the suburbs: circadian clock in the Drosophila visual system. FEBS J.  doi: 10.1111/febs.17317.
• Bellanda M, Damlewicz M, Zambelli B, Costanzi E, Gregoris F, Mammi S, Tosatto SCE, Costa R, Minervini G, Mazzotta GM. (2024) A PDZ scaffolding/CaM-mediated pathway in Cryptochrome signaling.  Protein Sci. 2024 Mar;33(3):e4914. 
• Szypulski K, Tyszka A, Pyza E, Damulewicz M. (2024) Autophagy as a new player in the regulation of clock neurons physiology of Drosophila melanogaster. Sci Rep. 2024 Mar 13;14(1):6085.

2023

• Bilska B, Damulewicz M, Abaquita TAL, Pyza E. (2023) Changes in heme oxygenase level during development affect the adult life of Drosophila melanogaster.  Front Cell Neurosci. 17:1239101. doi: 10.3389/fncel.2023.1239101.
• Abaquita TAL, Damulewicz M, Tylko G, Pyza E. (2023) The dual role of heme oxygenase in regulating apoptosis in the nervous system of Drosophila melanogaster.  Front Physiol. 14:1060175. doi: 10.3389/fphys.2023.1060175

2022

• Damulewicz M, Szypulski K, Pyza E. (2022) Glia-Neurons Cross-Talk Regulated Through Autophagy. Front Physiol. 13:886273. doi: 10.3389/fphys.2022.886273. 
• Damulewicz M, Tyszka A, Pyza E. (2022) Light exposure during development affects physiology of adults in Drosophila melanogaster. Front Physiol. 13:1008154. doi:10.3389/fphys.2022.1008154. 
• Damulewicz M, Doktór B, Baster Z, Pyza E. (2022) The Role of Glia Clocks in the Regulation of Sleep in Drosophila melanogaster. J Neurosci. JN-RM-2340-21. 
• Kotwica-Rolinska J, Damulewicz M, Chodakova L, Kristofova L, Dolezel D. (2022) Pigment Dispersing Factor Is a Circadian Clock Output and Regulates Photoperiodic Response in the Linden Bug, Pyrrhocoris apterus Front Physiol. 13:884909. 
• Bilska B, Godlewska U, Damulewicz M, Murzyn K, Kitniewski M, Cichy J, Pyza E. (2022) Antimicrobial Properties of a Peptide Derived from the Male Fertility Factor kl2 Protein of Drosophila melanogaster.  Curr Issues Mol Biol. 44:1169-1181.

2021

• Kotwica-Rolinska J, Chodáková L, Smýkal V, Damulewicz M, Provazník J, Wu BC, Hejníková M, Chvalová D, Doležel D. (2022) Mol Biol Evol. 39:msab346. 2021
• Abaquita TA, Damulewicz M, Battaharya D, Pyza E. (2021) Regulation of Heme Oxygenase and Its Cross-Talks with Apoptosis and Autophagy under Different Conditions in Drosophila. Antioxidants (Basel), 1:1716

2020

• Damulewicz M, Ispizua, Ceriani F, Pyza E. (2020) Communication Among Photoreceptors and the Central Clock Affects Sleep Profile. Front Physiol. 11:993. 
• Damulewicz M, Woźnicka O, Jasińska M, Pyza E. (2020) CRY-dependent plasticity of tetrad presynaptic sites in the visual system of Drosophila at the morning peak of activity and sleep. Sci Rep. 10(1):18161. 
• Mazzotta GM, Damulewicz M, Cusumano P. (2020) Better Sleep at Night: How Light Influences Sleep in Drosophila. Front Physiol. 11:997. 
• Damulewicz M, Mazzotta GM. (2020) One Actor, Multiple Roles: The Performances of Cryptochrome in Drosophila.  Front Physiol 11:99.

2019

• Singh S, Giesecke A, Damulewicz M, Fexova S, Mazzotta G, Stanewsky R,  Dolezel D. (2019) New Drosophila Circadian Clock Mutants Affecting Temperature Compensation Induced by Targted Mutagenesis of Timeless. Front Physiol.10:1442. 
• Doktór B, Damulewicz M, Pyza E. (2019) Effects of MUL1 and PARKIN on the circadian clock, brain and beaviour in Drosophila Parkinson's disease models. BMC Neurosci. 20:24. 
• Piprek RP, Damulewicz M, Tassan JP, Kloc M, Kubiak JZ. (2019) Transcriptome profiling reveals male- and female-specific gene expression pattern and novel gene candidates for the control of sex determination and gonad development in Xenopus laevis. Dev Genes Evol. 229:53-72 
• Cusumano P, Damulewicz M, Carbognin E, Caccin L, Puricella A, Specchia V, Bozzetti MP, Costa R, Mazzotta GM. (2019) The RNA Helicase BELLE Is Involved in Circadian Rhythmicity and in Transposons Regulation in Drosophila melanogaster. Front Physiol. 10:133. 
• Doktór B, Damulewicz M, Pyza E. (2019) Overexpression of Mitochondrial Ligases Reverses Rotenone-Induced Effects in a Drosophila Model of Parkinson's Disease. Front Neurosci. 13:94.

2018

• Damulewicz M, Świątek M, Łoboda A, Dulak J, Bilska B, Przewłocki R, Pyza E. (2018) Daily Regulation of Phototransduction, Circadian Clock, DNA Repair, and Immune Gene Expression by Heme Oxygenase in the Retina of Drosophila. Genes (Basel). 21: E6. 
• Doktór B, Damulewicz M, Krzeptowski W, Bednarczyk B, Pyza EM. (2018) Effects of PINK1 mutation on synapses and behavior in the brain of Drosophila melanogaster. Acta Neurobiol Exp (Wars). 78:231-241. 
• Mazzotta GM, Bellanda M, Minervini G, Damulewicz M, Cusumano P, Aufiero S, Stefani M, Zambelli B, Mammi S, Costa R, Tosatto SCE. (2018) Calmodulin Enhances Cryptochrome Binding to INAD in Drosophila Photoreceptors. Frontiers in Molecular Neuroscience 11:280. 
• Piprek R., Damulewicz M., Kloc M., Kubiak JZ. (2018) Transcriptome analysis identifies genes involved in sex determination and development of Xenopus laevis gonads. Differentiation. 100:46-56. 
• Damulewicz M, Pyza E. Determination of DNA damage in the retina photoreceptors of Drosophila. (2018) Bio-protocols. DOI: 10.21769/BioProtoc.2708.

2017

• Damulewicz M, Loboda A, Jozkowicz A, Dulak J, Pyza E. (2017) Haeme oxygenase protects against UV light DNA damages in the retina in clock-dependent manner. Scientific Reports, 7:5197. 
• Damulewicz M, Mazzotta GM, Sartori E, Rosato E, Costa R, Pyza EM. (2017) Cryptochrome Is a Regulator of Synaptic Plasticity in the Visual System of Drosophila melanogaster. Frontiers in Molecular Neuroscience, 10:165. 
• Damulewicz M, Loboda A, Jozkowicz A, Dulak J, Pyza E. (2017) Interactions Between the Circadian Clock and Heme Oxygenase in the Retina of Drosophila melanogaster. Molecular Neurobiology, 54:4953-4962.

2016

• Loboda A, Damulewicz M, Pyza E, Jozkowicz A, Dulak J. (2016) Role of Nrf2/HO-1 system in development, oxidative stress response and diseases: an evolutionarily conserved mechanism. Cellular and Molecular Life Science, 73: 3221-3247.  
• Bazalova O., Kvicalova M., Valkova T., Slaby P., Bartos P., Netusil R., Tomanova K., Braeunig P., Lee H.J., Sauman I., Damulewicz M., Provaznik J., Pokorny R., Dolezel D., Vacha M. (2016) Cryptochrome 2 mediates directional magnetoreception in cockroaches. PNAS, 10:165.

2015

• Damulewicz M, Loboda A, Bukowska-Strakova K, Jozkowicz A, Dulak J, Pyza E.  (2015) Clock and clock-controlled genes are differently expressed in the retina, lamina and in selected cells of the visual system of Drosophila melanogaster. Frontiers in Cellular Neuroscience, 9:353. 
• Górska-Andrzejak J., Damulewicz M., Pyza E. (2015) Circadian rhythms of Ion Transporters in the Visual System of Insects. Rozdział 14 w: Sodium and Water Homeostasis, Comparative, evolutionary and genetic models. Hyndman, K.A., Pannabecker T.L. ed. (Springer); pp.  279-297. 
• Górska-Andrzejak J., Damulewicz M., Pyza E. (2015) Circadian changes in neuronal networks. Current Opinion in Insect Science, 7:1-6.

2013

• Damulewicz M, Rosato E, Pyza E. (2013) Circadian regulation of the Na+/K+-ATPase alpha subunit in the visual system is mediated by the pacemaker and by retina photoreceptors in Drosophila melanogaster. PLoS One, 8:e73690.

2011

• Damulewicz M, Pyza E. (2011) The clock input to the first optic neuropil of Drosophila melanogaster expressing neuronal circadian plasticity. PLoS One, 6:e21258.
• Skarżyńska J, Damulewicz M, Filipowska J, Madej W, Leboy PS, Osyczka AM. (2011) Modification of Smad1 linker modulates BMP-mediated osteogenesis of adult human MSC. Connective Tissue Research, 52: 408-14.