December 14th, 2020
الحرمان من النوم هو أداة قوية للتحقيق في وظيفة النوم والتنظيم. نحن نصف بروتوكول النوم يحرم دروسوفيلا باستخدام جهاز إبطال النوم ، وتحديد مدى انتعاش النوم الناجم عن الحرمان.
توازن النوم ، الزيادة في النوم بعد قلة النوم ، هي سمة مميزة للنوم. وبالتالي ، فإن الحرمان من النوم وتقييد النوم هما أدوات قوية لدراسة تنظيم النوم ووظيفته. يحرم هذا البروتوكول النوم بكفاءة ويقيد الذباب مع تقليل الارتباك المحتمل.
يحرم SNAP الذباب من أكثر من 95٪ من النوم حتى في الذباب الذي يعاني من ارتفاع درجة النوم. الأهم من ذلك ، أن تحريض الذباب باستخدام SNAP لا يضر بالذباب ويؤدي إلى ارتداد مماثل لتلك التي تم الحصول عليها مع الحرمان من اليد ، وهو معيار للحرمان من النوم بالحد الأدنى من التخريب. سيساعد تصور كيفية إبقاء SNAP الذباب مستيقظا المحققين على استخدام هذا البروتوكول وتحسينه.
ابدأ بجمع الذباب المغلق في قوارير ، وفصل الذكور والإناث. ضع الذباب في مجموعات أقل من 20 واحتفظ بها لمدة ثلاثة إلى خمسة أيام في بيئة خفيفة وقابلة للرطوبة. قم بإعداد عدد مناسب من الأنابيب مع طعام الذباب في أحد طرفيه وختم النهاية بالشمع.
ضع الذباب المستيقظ بشكل فردي في الأنابيب باستخدام شفاط وقم بتوصيل الأنابيب بسدادة رغوية. قم بتحميل الأنابيب في أجهزة مراقبة النشاط لمراقبة النوم ، وتأكد من وضع الأنابيب في الاتجاه الصحيح. يجب أن تكون نهاية أنبوب الطعام في الجزء العلوي من SNAP لضمان عدم دفع الذباب إلى الطعام.
ضع أجهزة مراقبة النشاط في غرفة التسجيل وراقب النوم لمدة يومين كاملين على الأقل لتقدير خط النوم الأساسي. حفظ عدد النشاط الحركي للذباب في صناديق مدتها دقيقة واحدة من وقت الأضواء في يوم معين إلى الأضواء في اليوم السابق باستخدام برنامج تسجيل النشاط. قم بتقدير النوم من بيانات النشاط الحركي باستخدام وحدات الماكرو المخصصة باستخدام خمس دقائق من عدم النشاط كحد أدنى لنوبة السكون.
إذا كان النوم مستقرا خلال اليومين أساسيين ، فضع أجهزة مراقبة النشاط في SNAP للحرمان من النوم طوال الليل في اليوم الثالث. تأكد من تثبيت شاشات النشاط في مكانها باستخدام دبابيس حامل الشاشة. يتم توصيل أسلاك الشاشة وتوجيه الشاشات بشكل صحيح.
بمجرد أن تضيء الأضواء بعد الحرمان من النوم طوال الليل ، افصل شاشات النشاط وأخرجها من SNAP على الفور. ضع الذباب في غرفة التسجيل حيث سيكون دون إزعاج لمدة يومين لمراقبة نوم التعافي. لكل ذبابة فردية ، احسب الفرق بالساعة بين النوم الذي تم الحصول عليه أثناء الحرمان من النوم والساعة المقابلة خلال خط الأساس ، ثم اجمع الفروق بالساعة لحساب إجمالي النوم المفقود.
بعد ذلك ، احسب الفرق بالساعة بين النوم الذي تم الحصول عليه أثناء التعافي والساعة المقابلة خلال خط الأساس ، ثم اجمع الفروق بالساعة لحساب إجمالي النوم المكتسب. احسب متوسط النسبة المئوية للنوم المستعاد خلال 12 و 24 و 48 ساعة من فترة التعافي لكل نمط جيني. أخيرا ، احسب متوسط والحد الأقصى لطول نوبة النوم أثناء النهار في أيام الأساس والتعافي لكل نمط جيني.
كان الذباب محروما من النوم في SNAP واستعاد النوم أثناء النهار. تم إثبات فعالية SNAP في إبقاء الذباب مستيقظا من خلال النشاط العالي الذي أظهره الذباب أثناء الحرمان من النوم. لتقدير فعالية الحرمان من النوم والتعافي كميا ، تم حساب النوم المفقود أثناء الحرمان ثم استعادته في أيام التعافي لكل ذبابة فردية.
الأهم من ذلك ، لم يكن هناك تغيير كبير في النوم الأساسي بين يوم الحرمان واليوم الأساسي ، مما يشير إلى أن النوم مستقر في هذه الذباب. حرمت SNAP الذباب بشكل فعال من أكثر من 98٪ من نومه الليلي. استعاد الذباب ما يقرب من 20٪ من نومه في أول 12 ساعة ولم يستعيد نوما إضافيا أثناء الليل.
بدأوا في استعادة النوم في اليوم التالي واستعادوا 36٪ من نومهم على مدار 48 ساعة. يتميز توازن النوم بزيادة مدة النوم وزيادة عمق النوم خلال فترة التعافي. يستخدم توحيد النوم أثناء النهار بشكل شائع كقراءة لعمق النوم.
يمكن تقييم توحيد النوم على أنه متوسط مدة النوم على مدار اليوم بأكمله. ومع ذلك ، مع تبديد ضغط النوم أثناء التعافي ، يتم تقليل متوسط مدة نوبة النوم. يمكن أن توفر التغييرات في الحد الأقصى لمدة نوبة النوم مقياسا أكثر حساسية.
يمكن تعديل هذا الإجراء بسهولة لتقليل فقدان النوم ، وبالتالي التحكم في التأثيرات غير المحددة للمنبه. يمكن تكوين SNAP لتقييد النوم ، وبالتالي محاكاة فقدان النوم المزمن لدى البشر. يمكن استخدامه أيضا لقياس عتبات الإثارة.
أسفر الحرمان من النوم باستخدام SNAP عن رؤى مهمة حول وظيفة النوم من خلال الدراسات التي تدرس العواقب السلبية لفقدان النوم. من خلال تحديد التلاعب الذي يتداخل مع التعبير عن النوم الارتدادي ، ساعد الحرمان من النوم باستخدام SNAP أيضا في توضيح آليات الاستتباب التي تنظم النوم.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
تفصل هذه الدراسة بروتوكولًا لحرمان النوم في Drosophila باستخدام جهاز إلغاء النوم (SNAP)، الذي يهدف إلى استكشاف وظيفة النوم وتنظيمه، خاصةً النوم التعويضي بعد الحرمان.
Robust sleep deprivation and recovery quantification in Drosophila enables high-confidence interrogation of sleep homeostasis and its genetic regulation. The SNAP protocol minimizes confounding variables, supporting reliable mechanistic de-risking and target validation in neurobiology and behavioral genetics. This capability strengthens early discovery and translational research pipelines focused on sleep regulation and neuroactive compound evaluation.
The SNAP protocol integrates into the discovery-to-preclinical continuum by enabling hypothesis-driven sleep manipulation and quantitative recovery analysis in Drosophila models.