אנו מודים על סטניסלב Lazopulo לעזרה עם תוכן וידאו.

1. מדידת לטוס ומכניקה באמצעות דרוזופילה פעילות צג (DAM) הערה: לקבלת פרטים נוספים ראה הפניה 5.
<ol><li>הכן בודדים לטוס צינורות עם אוכל בצד אחד, כותנה בצד השני. הסוף עם אוכל צריך יהיה סגור כדי למנוע ייבוש מזון
	<ol><li>לשים 5-6 גר' מזון לעוף בתוך 50 מ. חתוך את המזון לחתיכות קטנות, כך קל יותר להמיס את זה</li>
		<li>32 חיבור צינורות זכוכית בודדים עם רצועת גומי.</li>
		<li>להמיס את האוכל הספל על ידי חימום זה תנור מיקרוגל עבור עצירה ס' 10-15 במיקרוגל כל 5 s ולנער היטב את הספל כדי להבטיח ההיתוך שווה של מזון.</li>
		<li>בזמן האוכל הוא עדיין נוזלי, צינורות בודדים מוכן להכניס. הספל עם אוכל. להזיז הצינורות למעלה ולמטה, כך שהם מלאים באותה מידה.</li>
		<li>אפשר המזון כדי להתקרר, לחזק עבור 1 ח'</li>
		<li>לאחר האוכל המוצק, להסיר הצינורות עם האוכל הספל.</li>
		<li>חותם בסוף המכיל את המזון באמצעות שעווה. ראשית, בזהירות נקי צינור בעזרת מגבת נייר, לאחר מכן הקש ברכבת התחתית נגד השעווה. מבחינה ויזואלית לבדוק את טיב האיטום, במידת הצורך, חזור על אטימה שוב.</li>
		<li>לסגור את הקצה השני של הצינור עם כותנה; כותנה יאפשר אוויר לעבור תוך שמירה על זבוב נעול בצינור.</li>
	</ol></li> <li>מקום זבוב אחד כל שפופרת בודדים ומניחים הצינורות בסכר.</li>
	<li>המקום מפקחת באינקובטור, השומר על טמפרטורה קבועה ולחות. בהתבסס על הניסוי, להגדיר את התנאים/כהה ראוי כדלקמן.
	<ol><li>עבור ניסויים/כהה להעסיק את הזבובים במחזור/כהה על הניסוי כולו. אל תשתמש ביום הראשון של מדידות בניתוח.</li>
		<li>לניסויים חשיכה מתמדת, תחילה לשמור את הזבובים במשך יומיים בתנאים/כהה עבור entrainment וסינכרון של השעונים ולאחר מכן לעבור לחושך מתמדת. אל תשתמש המדידות מהיום הראשון של חשיכה מתמדת בניתוחי.</li>
	</ol></li> <li>לאסוף לפחות ארבעה ימים של נתונים שיכול לשמש בניתוח. 
	הערה: מערכת דאם יהיה הפלט קובץ בודד עם הקלטה ומכניקה של כל הזבובים בצג.</li>
</ol> 2. ניתוח נתונים <ol><li>לפצל הצג פלט קובץ במספר קבצים, פעילות בודדת לעוף; כל קובץ צריך להיות עמודה בודדת &#39;. txt &#39; קובץ עם מדידת ומכניקה לטוס בודדים.</li>
	<li>הפעלה &#39; ModelFitPS3.m &#39; פונקציה בחלון הפקודה Matlab עם קלט הפרמטרים הבאים: <ol><li>samplingrate, להגדיר את מרווח הזמן של נתוני הדגימה תוך שניות. לדוגמה, אם פעילות נמדדה כל דקה, הזן 60 כמו samplingrate.</li>
		<li>עבור bin_interval, להגדיר את מרווח הזמן בדקות שאליו להיות מנופה נתונים עבור כאחראית; מרווח הזמן המומלץ בן הוא 20-30 דק...</li>
		<li>של מגמה, הזן &#34; 1 &#34; אם הנתונים מראים מגמה בסיסית ו- &#34; 0 &#34; אחרת; נתונים עם המגמה להיות detrended לראשונה על ידי התאמת צו השני פולינום ולאחר מכן החסרת זה מן הנתונים.</li>
	</ol></li> <li>בחלון מוקפץ בחר קובץ יחיד פעילות לעוף. 
	הערה: העלילה הראשון הוא ספקטרום ההספק נתונים, ואת לא העלילה פעילות מוכר. מהספקטרום כוח המותווים, לקבוע את תקופת ראשית T 0: לחץ על לחצן העכבר השמאלי על הפסגה היממה, או עם לחצן העכבר הימני על הפסגה הרמונית השני (סביב T 0 / 2).</li>
	<li>על העלילה נתונים נפתח, בדוק אם בבוקר ואחר ערב פסגות ובכן דמיינו. אם לא, שנה את הערך bin_interval על ידי לחיצה ימנית במקום כלשהו על הגרף הזנת הערך bin_interval החדש בתיבת הדו-שיח. התוכנית יצייר את הנתונים עם הערך החדש מרווח. כדי לקבל את הערך bin_interval, עזב לחץ בכל מקום על הגרף.</li>
	<li>התוכנית לשרטט מחדש את הנתונים שוב ולהראות בחמשת הימים הראשונים של פעילות. מגרש זה, לחץ על השיא M הראשון שישמש בניתוח (לפעמים זה הכרחי לדלג על יום או יומיים). 
	הערה: התוכנית יצייר את הגרף החל מן הפסגה בבוקר שנאספו. הקווים הכחולים יראה את המיקום המשוער של E השיא, שיא הבא יום מ', בהתאמה, בהתבסס על התקופה שנקבעה בשלב 2.4.</li>
	<li>באותו התרשים, בחר נתונים לצורך התאמה ראשונית של הנתונים עם המודל: ללחוץ על הנקודות הבאות (זה סדר; הערה כי המיקום לחץ תסומן עם כוכב אדום בתחתית): (i) העליון של מ' שיא; (ii) סוף הפסגה מ'; (iii) תחילת הפסגה E; (iv) בראש הפסגה E; (v) סוף הפסגה E; (vi) בראש פסגת M למחרת.</li>
	<li>שים לב כי התוכנית עכשיו מציג את ספקטרום ההספק. 
	הערה: ציר x ניתנת כעת תדר.
	<ol><li>, בחלון שנפתח עם הקשת כוח, לאסוף נקודות זה ישמש עבור התאמת את הביטוי אנליטי עבור ספקטרום ההספק מודל. תקופת שאותרו בשלב 2.4 מסומן עם קו אדום. לאסוף נקודות המדידה, ראשית בערך קבע תקופת הראשי, בדומה לשלב 2.4. ואז בעזרת המחוון ' ', לכוונן תקופת ראשית ערך כך ההתאמה נקודות (מוצג עם עיגולים אדומים, תופיע לאחר הזזת המחוון) סגורים לערכי שיא.</li>
	</ol></li> <li>לאחר הבחירה שיא ויזואלית, לחץ על &#34; קבל &#34; ולא בתוכנית יתאימו נקודות שנבחרו עם ביטוי אנליטיות כדי לחשב את הפרמטרים דגם-</li>
	<li>שימו הפרמטרים ואת ספקטרלי שגיאות בכושר נשמרים בקובץ &#34; model_fit_parameters.txtŔ התוכנית בנוסף יחסוך 2 דמויות עם מתאים של הנתונים גינקולוגיות, ספקטרום ההספק שלו.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Pittendrigh, C. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Circadian+systems:+general+perspective.">Circadian systems: general perspective.</a> Biological Rhythms. II, 57-80 (1981).</li><li>Zhang, E. E., Kay, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Clocks+not+winding+down:+unravelling+circadian+networks.">Clocks not winding down: unravelling circadian networks.</a> Nat Rev Mol Cell Biol. 11 (11), 764-776 (2010).</li><li>Tataroglu, O., Emery, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+molecular+ticks+of+the+Drosophila+circadian+clock.">The molecular ticks of the Drosophila circadian clock.</a> Curr Opin Insect Sci. 7, 51-57 (2015).</li><li>Plautz, J. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+analysis+of+Drosophila+period+gene+transcription+in+living+animals.">Quantitative analysis of Drosophila period gene transcription in living animals.</a> J Biol Rhythms. 12 (3), 204-217 (1997).</li><li>Chiu, J. C., Low, K. H., Pike, D. H., Yildirim, E., Edery, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assaying+locomotor+activity+to+study+circadian+rhythms+and+sleep+parameters+in+Drosophila.">Assaying locomotor activity to study circadian rhythms and sleep parameters in Drosophila.</a> J Vis Exp. (43), e2157 (2010).</li><li>Helfrich-F&#246;rster, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differential+control+of+morning+and+evening+components+in+the+activity+rhythm+of+Drosophila+melanogaster--sex-specific+differences+suggest+a+different+quality+of+activity.">Differential control of morning and evening components in the activity rhythm of Drosophila melanogaster--sex-specific differences suggest a different quality of activity.</a> J Biol Rhythms. 15 (2), 135-154 (2000).</li><li>Dautzenberg, F. M., Neysari, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Irreversible+binding+kinetics+of+neuropeptide+Y+ligands+to+Y2+but+not+to+Y1+and+Y5+receptors.">Irreversible binding kinetics of neuropeptide Y ligands to Y2 but not to Y1 and Y5 receptors.</a> Pharmacology. 75 (1), 21-29 (2005).</li><li>Lazopulo, A., Syed, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+mathematical+model+provides+mechanistic+links+to+temporal+patterns+in+Drosophila+daily+activity.">A mathematical model provides mechanistic links to temporal patterns in Drosophila daily activity.</a> BMC Neuroscience. 17 (1), 14 (2016).</li><li>Donelson, N., Kim, E. Z., Slawson, J. B., Vecsey, C. G., Huber, R., Griffith, L. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-resolution+positional+tracking+for+long-term+analysis+of+Drosophila+sleep+and+locomotion+using+the+&amp;#34;tracker&amp;#34;+program.">High-resolution positional tracking for long-term analysis of Drosophila sleep and locomotion using the &amp;#34;tracker&amp;#34; program.</a> PloS ONE. 7 (5), e37250 (2012).</li><li>Schlichting, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Neural+Network+Underlying+Circadian+Entrainment+and+Photoperiodic+Adjustment+of+Sleep+and+Activity+in+Drosophila.">A Neural Network Underlying Circadian Entrainment and Photoperiodic Adjustment of Sleep and Activity in Drosophila.</a> J Neurosci. 36 (35), 9084-9096 (2016).</li><li>Guo, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Circadian+neuron+feedback+controls+the+Drosophila+sleep-activity+profile.">Circadian neuron feedback controls the Drosophila sleep-activity profile.</a> Nature. 536 (7616), 292-297 (2016).</li></ol>

המחברים אין לחשוף.

עבודה זו מציגה הוראות השימוש חישובית כלי המספק תיאור כמותי של גפיים לטוס התבנית. הכלי מתאים ומכניקה נתונים עם מודל מתמטי המורכב של ארבעה תנאים מעריכי המתארים יחד לצורה ולגודל של הפסגות מ' ו- E. הערכים הסופיים עבור הפרמטרים דגם מתקבלים מן הולם ספקטרום כוח של הנתונים, שבו השימוש של הנתונים הג?...

השעון היממה הוא מתנד הביוכימי אנדוגני עם תקופה של-24 שעות, נמצא כמעט בכל מקום בבעלי חיים וצמחים1,2. השעון מסייעת סינכרון של אורגניזם תהליכים פנימיים והתנהגות למעגל כהה אור חיצוני. המבנה הגנטי של שעון היממה נחקרה נרחב מאז שנות ה-60 באמצעות זבוב הפירות, melanogaster ד. זה חרק, הליבה של שעון היממה מורכבת ארבעה חלבונים: התקופה, ב"חסר זמן, שעון, מחזור. רכיבים בסיסיים אלו יחד עם מולקולות אחרות בצורת לולאת משוב שמייצר תנודות כמעט sinusoidal של השעון גנים3,4. השעון היממה בזבובים נרחב נלמדת באמצעות הקלטות גינקולוגיות מארגנות לאן לטוס פעילות מזוהה עם קרן אינפרא אדום יחידה חוצה אמצע שפופרת בודדים5. זבוב טיפוסי הקלטה יש תבנית דו-אופנית מורכבים עם שתי הפסגות טוב ניתן להבחנה: שיא בוקר (ז) מתחיל בסוף הלילה, יש לכל היותר כאשר תדליק אורות; שיא הערב (E) מתחיל בסוף היום, יש לכל היותר כאשר האורות מכבה6. מעניין, צורת הקלטה התנהגות כזו שונה מאוד תנודות sinusoidal פשוט שנצפו ברמה המולקולרית, מציעה את הפעולה של מנגנונים נוספים לתרום הדפוסים שנצפו טמפורלית. כדי להבין טוב יותר מנגנונים אלה מוסתרים, פיתחנו כלי חישובית המספק תיאור כמותי של הדפוסים טמפורלית.
בעבודתנו, מקצבים גינקולוגיות הוגדרו waveform המחקה פעילות לטוס התבנית. מאז גלי סינוס פשוטים לא יכול לשמש מודל את שינויי קצבית בפעילות, בדקנו צורות שונות אות כדי לבחור את אחד הפשוטים הלוכד את כל התכונות הבולטות ראיתי בהקלטות. זבוב הפירות היממה התנהגות נשלטת על ידי הפעילות של הנוירונים שעון לעיתים קרובות בעלי דפוסי מעריכית של הפעלה, ביטול הפעלה של7. דינמיקה מעריכי וניתוח החזותית של הנתונים שהניעו אותנו לבנות מודל עם תנאי מעריכי המורכב המעריכים ארבע עם תשעה פרמטרים עצמאיים, מקרוב הדומה פעילות לטוס התבנית8. בנוסף נתונים גינקולוגיות, אנחנו מנתחים גם ספקטרום ההספק שלו. ספקטרום אופייני פעילות לטוס מציג מספר פסגות הרמוניות T0/2, T0/3, וכדומה, בנוסף הפסגה היסוד צפויה תקופה בחברת T0. על-פי המשפט פורייה, רק גל סינוס טהור מייצרת לשיא יחיד של כוח ספקטרה, בעוד ואת מורכבות יותר מציגים מספר פסגות הספקטרלי ב הרמוניות של תקופת ראשית (איור 1). לכן, לאור הדפוס הטמפורלי-sinusoidal פעילות לטוס8, קשת כוח רב מגיעות לשיא של הנתונים צפוי מבחינה מתמטית, אינה בהכרח מעידה על הנוכחות של תקופות מרובות של תנודה. חשוב, ספקטרום ההספק של המודל המוצע waveform גם מראה פסגות-כל הרמוניות של התקופה העיקרית, הדומה ההקלטות גינקולוגיות לעוף, ובכך המלמד על אמינות גבוהה שבה מתאר המודל שלנו לטוס נתונים הן בזמן והן תדר.
ברזולוציות זמן של כמה דקות או פחות, פעילות לטוס מופיע נתונים רועש, ולכן קשה לחלץ פרמטרים ישירות מתוך הנתונים הגולמיים. הנתונים binning למרווחי זמן ארוך יותר יכול להקטין את רמת הרעש, אך, באפשרותך לשנות את הנתונים בדרכים אשר יכולים להשפיע על ההערכה של מודל פרמטרים. אנחנו לכן להשיג את הפרמטרים של כוח ספקטרום של ההקלטות, תוך שימוש בביטוי אנליטי עבור ספקטרום האנרגיה הצפויה שמחושבים התמרת פורייה של פונקציה דגם8 (ראה קובץ נוסף 1 של הפניה8). גישה זו של השגת פרמטרים של ספקטרום כוח התשואות ערכי פרמטר מדויק ללא שום מניפולציות נוספות, כגון binning או הסינון, הנתונים הגולמיים פעילות. פרטי מתמטית המודל ואת היישומים פראי-סוג של מוטציה נתונים מתוארים הפניה8. הפרוטוקול הציג כאן מתמקדת על ההוראות צעד אחר צעד כדי להשתמש בכלי חישובית.

<table><tbody><tr><td>Drosophila Activity Monitor</td><td>TriKinetics</td><td>DAM2, DAM5</td><td>Measures fly locootion using single infrared beam</td></tr><tr><td>MatLab</td><td>Mathworks</td><td></td><td>Computing environment and programming language, MatLab should include Optimization and Symbolic Math toolboxes</td></tr><tr><td>Drosophila melanogaster&amp;nbsp;</td><td></td><td>per[S], per[L], iso31(wild type)</td><td>Our analysis can be performed with fly mutants of any circadian period</td></tr></tbody></table>

a computational method to quantify fly circadian activity

רוב בעלי חיים וצמחים, שעונים היממה שננהל את התנהגותי ותהליכי מולקולרית, לסנכרן עם מחזור יומי בהירה-כהה. מנגנוני היסוד העומדים בבסיס פקד זמני זה נלמדים נרחב באמצעות זבוב הפירות דרוזופילה melanogaster כאורגניזם מודל. בזבובים, השעון הוא למד בדרך כלל על ידי ניתוח מארגנות הקלטה גינקולוגיות. הקלטה כזו מציג תבנית דו-אופנית מורכבים עם שתי הפסגות של פעילות: לשיא בבוקר זה קורה בזריחה, של שיא הערב שקורה סביבנו חשכה. אלה שתי הפסגות יוצרים יחד waveform זה שונה מאוד תנודות sinusoidal נצפתה בגנים שעון, שיש מנגנונים בנוסף השעון אפקטים עמוקה בהפקת הדפוסים שנצפו בנתונים התנהגותית. כאן אנו מספקים הוראות באמצעות שיטה חישובית שפותחו לאחרונה המתארת באופן מתמטי דפוסי טמפורלית בפעילות לעוף. השיטה מתאימה נתוני פעילות עם צורת גל דגם המורכב ארבעה תנאים מעריכית, תשעה פרמטרים עצמאיים המתארים באופן מלא את הצורה ואת הגודל של הבוקר ושל פסגות ערב של פעילות. הפרמטרים המחולצים יכול לעזור להבהיר את המנגנונים קינטי של סובסטרטים העומדים בבסיס את דפוסי הפעילות דו-אופנית בדרך כלל התצפיות במקצבים גינקולוגיות לעוף.

השיטה המוצגת כאן מאפשרת כימות של התכונות העיקריות ומכניקה לטוס התבנית. כימות מושגת על-ידי התאמת הנתונים פעילות עם מודל זה מורכב ארבעה תנאים מעריכית:
<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/55977/55977eq1.jpg">
המודל כולל תשעה פר?...

Watch this Scientific Journal Video about A Computational Method to Quantify Fly Circadian Activity at JoVE.com

A Computational Method to Quantify Fly Circadian Activity

שיטה חישובית לכמת פעילות היממה לעוף

שיטה לכמת את התכונות העיקריות טמפורלית ראיתי במקצבים גינקולוגיות היממה לטוס מוצג. כימות מושגת על ידי התאמת הפעילות לטוס עם צורת גל מודל רב פרמטרית. הפרמטרים דגם מתארים את הצורה ואת הגודל של הבוקר ושל פסגות ערב של פעילות יומית.

In most animals and plants, circadian clocks orchestrate behavioral and molecular processes and synchronize them to the daily light-dark cycle. ...

a-computational-method-to-quantify-fly-circadian-activity

Research

JoVE Journal

Behavior

5.9K Views.  University of Miami. שיטה לכמת את התכונות העיקריות טמפורלית ראיתי במקצבים גינקולוגיות היממה לטוס מוצג. כימות מושגת על ידי התאמת הפעילות לטוס עם צורת גל מודל רב פרמטרית. הפרמטרים דגם מתארים את הצורה ואת הגודל של הבוקר ושל פסגות ערב של פעילות יומית.

Video: A Computational Method to Quantify Fly Circadian Activity

Assaying Locomotor Activity to Study Circadian Rhythms and Sleep Parameters in Drosophila

Most life forms exhibit daily rhythms in cellular, physiological and behavioral phenomena that are driven by endogenous circadian (&equiv;24 hr) pacemakers or clocks. Malfunctions in the human circadian system are associated with numerous diseases or disorders. Much progress towards our understanding of the mechanisms underlying circadian rhythms has emerged from genetic screens whereby an easily measured behavioral rhythm is used as a read-out of clock function. Studies using Drosophila have made seminal contributions to our understanding of the cellular and biochemical bases underlying circadian rhythms. The standard circadian behavioral read-out measured in Drosophila is locomotor activity. In general, the monitoring system involves specially designed devices that can measure the locomotor movement of Drosophila. These devices are housed in environmentally controlled incubators located in a darkroom and are based on using the interruption of a beam of infrared light to record the locomotor activity of individual flies contained inside small tubes. When measured over many days, Drosophila exhibit daily cycles of activity and inactivity, a behavioral rhythm that is governed by the animal's endogenous circadian system. The overall procedure has been simplified with the advent of commercially available locomotor activity monitoring devices and the development of software programs for data analysis. We use the system from Trikinetics Inc., which is the procedure described here and is currently the most popular system used worldwide. More recently, the same monitoring devices have been used to study sleep behavior in Drosophila. Because the daily wake-sleep cycles of many flies can be measured simultaneously and only 1 to 2 weeks worth of continuous locomotor activity data is usually sufficient, this system is ideal for large-scale screens to identify Drosophila manifesting altered circadian or sleep properties.

Assaying Locomotor Activity to Study Circadian Rhythms and Sleep Parameters in Drosophila

We describe procedures for recording daily locomotor activity rhythms of Drosophila and subsequent data analysis. Locomotor activity rhythms are a reliable behavioral output of animal circadian clocks and are used as the standard readout of clock function when studying circadian mutants or examining how the environment regulates the circadian system.

Assaying פעילות של תנועה כדי ללמוד בקצב היממה ושינה פרמטרים תסיסנית</em

Most life forms exhibit daily rhythms in cellular, physiological and behavioral phenomena that are driven by endogenous circadian (&equiv;24 hr) ...

Neuroscience

Measuring Circadian and Acute Light Responses in Mice using Wheel Running Activity

Circadian rhythms are physiological functions that cycle over a period of approximately 24 hours (circadian- circa: approximate and diem: day)1, 2. They are responsible for timing our sleep/wake cycles and hormone secretion. Since this timing is not precisely 24-hours, it is synchronized to the solar day by light input. This is accomplished via photic input from the retina to the suprachiasmatic nucleus (SCN) which serves as the master pacemaker synchronizing peripheral clocks in other regions of the brain and peripheral tissues to the environmental light dark cycle3-7. The alignment of rhythms to this environmental light dark cycle organizes particular physiological events to the correct temporal niche, which is crucial for survival8. For example, mice sleep during the day and are active at night. This ability to consolidate activity to either the light or dark portion of the day is referred to as circadian photoentrainment and requires light input to the circadian clock9. Activity of mice at night is robust particularly in the presence of a running wheel. Measuring this behavior is a minimally invasive method that can be used to evaluate the functionality of the circadian system as well as light input to this system. Methods that will covered here are used to examine the circadian clock, light input to this system, as well as the direct influence of light on wheel running behavior.

This article will review methods that can be used to determine circadian function and light responsiveness in mice.

התגובות מדידת אור היממה ואת חריפה בעכברים באמצעות פעילות גלגל ריצה

Circadian rhythms are physiological functions that cycle over a period of approximately 24 hours (circadian- circa: approximate and diem: day)1, 2.  They ...

Quantitative Measurement of the Immune Response and Sleep in Drosophila

A complex interaction between the immune response and host behavior has been described in a wide range of species. Excess sleep, in particular, is known to occur as a response to infection in mammals 1 and has also recently been described in Drosophila melanogaster2. It is generally accepted that sleep is beneficial to the host during an infection and that it is important for the maintenance of a robust immune system3,4. However, experimental evidence that supports this hypothesis is limited4, and the function of excess sleep during an immune response remains unclear. We have used a multidisciplinary approach to address this complex problem, and have conducted studies in the simple genetic model system, the fruitfly Drosophila melanogaster. We use a standard assay for measuring locomotor behavior and sleep in flies, and demonstrate how this assay is used to measure behavior in flies infected with a pathogenic strain of bacteria. This assay is also useful for monitoring the duration of survival in individual flies during an infection. Additional measures of immune function include the ability of flies to clear an infection and the activation of NF&kappa;B, a key transcription factor that is central to the innate immune response in Drosophila. Both survival outcome and bacterial clearance during infection together are indicators of resistance and tolerance to infection. Resistance refers to the ability of flies to clear an infection, while tolerance is defined as the ability of the host to limit damage from an infection and thereby survive despite high levels of pathogen within the system5. Real-time monitoring of NF&kappa;B activity during infection provides insight into a molecular mechanism of survival during infection. The use of Drosophila in these straightforward assays facilitates the genetic and molecular analyses of sleep and the immune response and how these two complex systems are reciprocally influenced.

Quantitative Measurement of the Immune Response and Sleep in Drosophila

To understand a link between the immune response and behavior, we describe a method to measure locomotor behavior in Drosophila during bacterial infection as well as the ability of flies to mount an immune response by monitoring survival, bacterial load, and real-time activity of a key regulator of innate immunity, NF&kappa;B.

מדידת כמותית של התגובה החיסונית ובשינה<em&gt; דרוזופילה</em

A complex interaction between the immune response and  host behavior has been described in a wide range of species. Excess sleep, in  particular, is known ...

Immunology and Infection

Determination of the Spontaneous Locomotor Activity in Drosophila melanogaster

Drosophila melanogaster has been used as an excellent model organism to study environmental and genetic manipulations that affect behavior. One such behavior is spontaneous locomotor activity. Here we describe our protocol that utilizes Drosophila population monitors and a tracking system that allows continuous monitoring of the spontaneous locomotor activity of flies for several days at a time. This method is simple, reliable, and objective and can be used to examine the effects of aging, sex, changes in caloric content of food, addition of drugs, or genetic manipulations that mimic human diseases.

Determination of the Spontaneous Locomotor Activity in Drosophila melanogaster

Drosophila melanogaster are useful in studying genetic or environmental manipulations that affect behaviors such as spontaneous locomotor activity.&#160; Here we describe a protocol that utilizes monitors with infrared beams and data analysis software to quantify spontaneous locomotor activity.&#160;

קביעת הפעילות של תנועה הספונטנית ב<em&gt; Melanogaster דרוזופילה</em

Drosophila melanogaster has been used as an excellent model organism to study environmental and genetic manipulations that affect behavior. One such ...

A Low-cost Method for Analyzing Seizure-like Activity and Movement in Drosophila

Video tracking systems have been used widely to analyze Drosophila melanogaster movement and detect various abnormalities in locomotive behavior. While these systems can provide a wealth of behavioral information, the cost and complexity of these systems can be prohibitive for many labs. We have developed a low-cost assay for measuring locomotive behavior and seizure movement in D. melanogaster. The system uses a web-cam to capture images that can be processed using a combination of inexpensive and free software to track the distance moved, the average velocity of movement and the duration of movement during a specified time-span. To demonstrate the utility of this system, we examined a group of D. melanogaster mutants, the Bang-sensitive (BS) paralytics, which are 3-10 times more susceptible to seizure-like activity (SLA) than wild type flies. Using this novel system, we were able to detect that the BS mutant bang senseless (bss) exhibits lower levels of exploratory locomotion in a novel environment than wild type flies. In addition, the system was used to identify that the drug metformin, which is commonly used to treat type II diabetes, reduces the intensity of SLA in the BS mutants.

A Low-cost Method for Analyzing Seizure-like Activity and Movement in Drosophila

Using a webcam and a combination of free and inexpensive software programs, locomotive patterns in Drosophila melanogaster can be analyzed to detect differences in the speed, distance, and time of various motor activities.

שיטה בעלות נמוכה לניתוח כמו פעילות תפיסה ותנועה ב<em&gt; דרוזופילה</em

Video tracking systems have been used widely to analyze Drosophila melanogaster movement and detect various abnormalities in locomotive behavior. While ...

Single-cell Resolution Fluorescence Live Imaging of Drosophila Circadian Clocks in Larval Brain Culture

The circadian pacemaker circuit orchestrates rhythmic behavioral and physiological outputs coordinated with environmental cues, such as day/night cycles. The molecular clock within each pacemaker neuron generates circadian rhythms in gene expression, which underlie the rhythmic neuronal functions essential to the operation of the circuit. Investigation of the properties of the individual molecular oscillators in different subclasses of pacemaker neurons and their interaction with neuronal signaling yields a better understanding of the circadian pacemaker circuit. Here, we present a time-lapse fluorescent microscopy approach developed to monitor the molecular clockwork in clock neurons of cultured Drosophila larval brain. This method allows the multi-day recording of the rhythms of genetically encoded fluorescent circadian reporters at single-cell resolution. This setup can be combined with pharmacological manipulations to closely analyze real-time response of the molecular clock to various compounds. Beyond circadian rhythms, this multipurpose method in combination with powerful Drosophila genetic techniques offers the possibility to study diverse neuronal or molecular processes in live brain tissue.

Single-cell Resolution Fluorescence Live Imaging of Drosophila Circadian Clocks in Larval Brain Culture

The goal of this protocol is to establish ex vivo Drosophila larval brain culture optimized to monitor circadian molecular rhythms with long-term fluorescence time-lapse imaging. The application of this method to pharmacological assays is also discussed.

קרינה פלואורסצנטית תא בודד רזולוציה לחיות הדמיה של שעונים היממה דרוזופילה בתרבות המוח זחל

The circadian pacemaker circuit orchestrates rhythmic behavioral and physiological outputs coordinated with environmental cues, such as day/night cycles. ...

The Sleep Nullifying Apparatus: A Highly Efficient Method of Sleep Depriving Drosophila

Sleep homeostasis, the increase in sleep observed following sleep loss, is one of the defining criteria used to identify sleep throughout the animal kingdom. As a consequence, sleep deprivation and sleep restriction are powerful tools that are commonly used to provide insight into sleep function. Nonetheless, sleep deprivation experiments are inherently problematic in that the deprivation stimulus itself may be the cause of observed changes in physiology and behavior. Accordingly, successful sleep deprivation techniques should keep animals awake and, ideally, result in a robust sleep rebound without also inducing a large number of unintended consequences. Here, we describe a sleep deprivation technique for Drosophila melanogaster. The Sleep Nullifying Apparatus (SNAP) administers a stimulus every 10s to induce negative geotaxis. Although the stimulus is predictable, the SNAP effectively prevents &#62;95% of nighttime sleep even in flies with high sleep drive. Importantly, the subsequent homeostatic response is very similar to that achieved using hand-deprivation. The timing and spacing of the stimuli can be modified to minimize sleep loss and thus examine non-specific effects of the stimulus on physiology and behavior. The SNAP can also be used for sleep restriction and to assess arousal thresholds. The SNAP is a powerful sleep disruption technique that can be used to better understand sleep function.

The Sleep Nullifying Apparatus: A Highly Efficient Method of Sleep Depriving Drosophila

Sleep deprivation is a powerful tool to investigate sleep function and regulation. We describe a protocol to sleep deprive Drosophila using the Sleep Nullifying Apparatus, and to determine the extent of rebound sleep induced by deprivation.

מנגנון ביטול השינה: שיטה יעילה ביותר למניעת שינה של דרוסופילה

Sleep homeostasis, the increase in sleep observed following sleep loss, is one of the defining criteria used to identify sleep throughout the animal ...

Measurement of Larval Activity in the Drosophila Activity Monitor

Drosophila larvae are used in many behavioral studies, yet a simple device for measuring basic parameters of larval activity has not been available. This protocol repurposes an instrument often used to measure adult activity, the TriKinetics Drosophila activity monitor (MB5 Multi-Beam Activity Monitor) to study larval activity. The instrument can monitor the movements of animals in 16 individual 8 cm glass assay tubes, using 17 infrared detection beams per tube. Logging software automatically saves data to a computer, recording parameters such as number of moves, times sensors were triggered, and animals&#8217; positions within the tubes. The data can then be analyzed to represent overall locomotion and/or position preference as well as other measurements. All data are easily accessible and compatible with basic graphing and data manipulation software. This protocol will discuss how to use the apparatus, how to operate the software and how to run a larval activity assay from start to finish.

Measurement of Larval Activity in the Drosophila Activity Monitor

This report describes a method for measuring Drosophila larval activity using the TriKinetics Drosophila Activity Monitor. The device employs infrared beams to detect movements of up to 16 individual animals. Data can be analyzed to represent motion parameters including rates and the positions of the animals within the assay chambers.

מדידה של הזחל פעילות ב<em&gt; דרוזופילה</em&gt; צג פעילות

Drosophila larvae are used in many behavioral studies, yet a simple device for measuring basic parameters of larval activity has not been available. This ...

Biology

Analysis of Circadian Photoresponses in Drosophila Using Locomotor Activity

Circadian rhythms are only beneficial to animals if they can be synchronized by changes of ambient conditions. Light and temperature are two dominant environmental parameters that synchronize animal circadian clocks. In Drosophila circadian photo-responses are mediated by a solely blue light photoreceptor named CRYPTOCHROME (CRY). Upon photoreception, CRY changes its conformation and initiates the proteosomal dependent degradation of TIMELESS (TIM). TIM is an important pacemaker protein, thus degradation of TIM will reset the circadian clock. Under constant light conditions (LL), wild type flies quickly become arrhythmic because of the constant degradation of TIM, while flies bearing defects with circadian photo-responses will still be rhythmic. Thus LL triggered arrhythmicity has been used for screening of components in circadian light input pathways. A brief short light pulse in the night can also dramatically shift phases of circadian rhythms. As expected, this phase shift response is reduced in flied with defects in circadian photoresponse. Thus analyzing locomotion behavior rhythmicity under LL or phase changes after short light pulse in constant darkness (DD) are two major methods to study circadian photoresponse. Here we describe how to design and analyze LL and phase response experiments. LL arrhythmicity is suitable for screening light input pathways mutants, whereas phase response validates the results and provide further information for light sensitivity.

Drosophila locomotor activity is a robust and quantitative measurement of circadian photo-responses. We describe protocols for designing behavior experiments for circadian photo-responses and analyzing the data. Studying the circadian photo-responses is important for dissecting the neuronal and molecular mechanisms of light entrainment.

Circadian rhythms are only beneficial to animals if they can be synchronized by changes of ambient conditions. Light and temperature are two dominant ...

Circadian Entrainment of Drosophila Melanogaster

Nearly universal among organisms, circadian rhythms coordinate biological activity to earth&#39;s orbit around the sun. To identify factors creating this rhythm and to understand the resulting outputs, entrainment of model organisms to defined circadian time-points is required. Here we detail a procedure to entrain many Drosophila to a defined circadian rhythm. Furthermore, we detail post-entrainment steps to prepare samples for immunofluorescence, nucleic acid, or protein extraction-based analysis.

Here, we detail how to synchronize Drosophila to a circadian day. This is the first, and most important step necessary for studying biological rhythms and chronobiology.

היממה של דרוסופילה מלנוגסטר

Nearly universal among organisms, circadian rhythms coordinate biological activity to earth&#39;s orbit around the sun. To identify factors creating this ...

שיטה חישובית לכמת פעילות היממה לעוף

Summary

Explore More Videos

Assaying פעילות של תנועה כדי ללמוד בקצב היממה ושינה פרמטרים תסיסנית

התגובות מדידת אור היממה ואת חריפה בעכברים באמצעות פעילות גלגל ריצה

מדידת כמותית של התגובה החיסונית ובשינה

קביעת הפעילות של תנועה הספונטנית ב

שיטה בעלות נמוכה לניתוח כמו פעילות תפיסה ותנועה ב

קרינה פלואורסצנטית תא בודד רזולוציה לחיות הדמיה של שעונים היממה דרוזופילה בתרבות המוח זחל

מנגנון ביטול השינה: שיטה יעילה ביותר למניעת שינה של דרוסופילה

מדידה של הזחל פעילות ב

Analysis of Circadian Photoresponses in Drosophila Using Locomotor Activity

היממה של דרוסופילה מלנוגסטר