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Assaying Locomotor Activity to Study Circadian Rhythms and Sleep Parameters in <em>Drosophila</em>

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

Rutgers University

&#x6211;&#x4EEC;&#x663E;&#x793A;&#x591A;&#x4E2A;&#x6B21;&#x4F18;&#x62FC;&#x63A5;&#x7AD9;&#x70B9;&#x57FA;&#x7840;&#x70ED;&#x654F;&#x611F;&#x62FC;&#x63A5;&#x7684; &#xFF08;&#x6BCF;&#x4E2A;&#xFF09; 3 &prime; &#x7AEF;&#x5185;&#x542B;&#x5B50; (dmpi8) &#x4ECE; D.&#x9ED1;&#x8179;&#x679C;&#x8747;&#xFF0C;&#x671F;&#x4F7F;&#x8FD9;&#x4E00;&#x7269;&#x79CD;&#x8981;&#x5EF6;&#x957F;&#x5176;&#x4E2D;&#x5348;&quot;&#x5348;&#x4F11;&quot;&#xFF08;&#x8FD9;&#x662F;&#x4E00;&#x79CD;&#x673A;&#x5236;&#xFF0C;&#x5728;&#x6E29;&#x5E26;&#x6C14;&#x5019;&#x6761;&#x4EF6;&#x4E0B;&#x8F83;&#x957F;&#x7684;&#x590F;&#x5B63;&#x5929;&#x671F;&#x95F4;&#x6709;&#x53EF;&#x80FD;&#x51CF;&#x5C11;&#x70ED;&#x9020;&#x6210;&#x7684;&#x6709;&#x5BB3;&#x5F71;&#x54CD;&#x3002;D.&#x4E9A;&#x5E93;&#x5DF4;&#x548C; D.santomea&#xFF0C;&#x5176;&#x4E2D;&#x6709;&#x539F;&#x4EA7;&#x975E;&#x6D32;&#x88D4;&#x8D64;&#x9053;&#x5730;&#x533A;&#x5176;&#x4E2D;&#x5929;&#x957F;&#x5EA6;&#x548C;&#x6E29;&#x5EA6;&#x8868;&#x73B0;&#x51FA;&#x5728;&#x6574;&#x4E2A;&#x4E00;&#x5E74;&#xFF0C;&#x62FC;&#x63A5;&#x7684;&#x6548;&#x7387;&#x51E0;&#x4E4E;&#x6CA1;&#x6709;&#x4EC0;&#x4E48;&#x6CE2;&#x52A8;&#x66F4;&#x7956;&#x4F20;&#x5206;&#x5E03;&#x5176;&#x6BCF; 3 &prime; &#x7AEF;&#x5185;&#x542B;&#x5B50;&#x4E0D;&#x8868;&#x73B0;&#x51FA;&#x70ED;&#x7684;&#x6821;&#x51C6;&#xFF0C;&#x7B26;&#x5408;&#x5C0F;&#x6E29;&#x5EA6;&#x7684;&#x5F71;&#x54CD;&#x5728;&#x65E5;&#x5E38;&#x6D3B;&#x52A8;&#x4E2D;&#x8FD9;&#x4E9B;&#x7269;&#x79CD;&#x7684;&#x5206;&#x5E03;&#x3002;&#x6211;&#x4EEC;&#x5EFA;&#x8BAE;&#x4E0A; dmpi8 &#x7684;&#x5F31;&#x62FC;&#x63A5;&#x7AD9;&#x70B9;&#x57FA;&#x7840;&#x4E00;&#x79CD;&#x673A;&#x5236;&#xFF0C;&#x4FBF;&#x5229;&#x7684;&#x5E7F;&#x6CDB;&#x6B96;&#x6C11;&#x5730; D.&#x9ED1;&#x8179;&#x679C;&#x8747; (&#x4EE5;&#x53CA;&#x53EF;&#x80FD; D.simulans) &#x5728;&#x6E29;&#x5E26;&#x6C14;&#x5019;&#x548C;&#x81EA;&#x7136;&#x9009;&#x62E9;&#x7684;&#x62FC;&#x63A5;&#x4FE1;&#x53F7;&#x8D77;&#x91CD;&#x8981;&#x4F5C;&#x7528;&#x7684;&#x70ED;&#x9002;&#x5E94;&#x7684;&#x751F;&#x547D;&#x5F62;&#x5F0F;&#xFF0C;&#x7EA7;&#x522B;&#x8FD0;&#x884C;&#xFF0C;&#x9A6F;&#x5316;&#x3002;

&#x63A5;&#x5408;&#x7F51;&#x7AD9;&#x5F3A;&#x5EA6;&#x7684;&#x65F6;&#x949F;&#x57FA;&#x56E0;&#x548C;&#x7269;&#x79CD;&#x7279;&#x5F02;&#x6027;&#x7684;&#x70ED;&#x9002;&#x5E94;&#x81EA;&#x7136;&#x53D8;&#x5316;&#x3002;

We show that multiple suboptimal splice sites underlie the thermal-sensitive splicing of the period (per) 3'-terminal intron (dmpi8) from D. melanogaster, enabling this species to prolong its midday "siesta," a mechanism that likely diminishes the deleterious effects of heat during the longer summer days in temperate climates. In D. yakuba and D. santomea, which have a more ancestral distribution indigenous to Afro-equatorial regions wherein day length and temperature exhibit little fluctuation throughout the year, the splicing efficiencies of their per 3'-terminal introns do not exhibit thermal calibration, consistent with the little effect of temperature on the daily distribution of activity in these species. We propose that the weak splice sites on dmpi8 underlie a mechanism that facilitated the acclimation of the widely colonized D. melanogaster (and possibly D. simulans) to temperate climates and that natural selection operating at the level of splicing signals plays an important role in the thermal adaptation of life forms.

Natural variation in the splice site strength of a clock gene and species-specific thermal adaptation.

Nous montrons que plusieurs sites d&#x26;#39;&#xE9;pissage suboptimales sous-tendent l&#x26;#39;&#xE9;pissage sensible &#xE0; la chaleur de la p&#xE9;riode (par) 3&#x26;#39;-terminale intron (dmpi8) de D. melanogaster, permettant cette esp&#xE8;ce de prolonger son midi &#x26;quot;siesta&#x26;quot;, un m&#xE9;canisme qui diminue probablement le d&#xE9;l&#xE9;t&#xE8;re effets de la chaleur durant les journ&#xE9;es d&#x26;#39;&#xE9;t&#xE9; plus longues dans les climats temp&#xE9;r&#xE9;s. Dans D. et D. yakuba santomea, qui ont une distribution plus ancestrale indig&#xE8;ne afro-&#xE9;quatoriales r&#xE9;gions dans lesquelles la longueur du jour et de la fluctuation de temp&#xE9;rature d&#x26;#39;exposition peu au cours de l&#x26;#39;ann&#xE9;e, les gains d&#x26;#39;efficacit&#xE9; d&#x26;#39;&#xE9;pissage de leurs par 3&#x26;#39;-terminale introns ne pr&#xE9;sentent pas de calibrage thermique, compatible avec le peu d&#x26;#39;effet de la temp&#xE9;rature sur la distribution quotidienne de l&#x26;#39;activit&#xE9; dans ces esp&#xE8;ces. Nous proposons que les sites d&#x26;#39;&#xE9;pissage faibles sur la base dmpi8 un m&#xE9;canisme qui facilite l&#x26;#39;acclimatation de l&#x26;#39;largement colonis&#xE9; D. melanogaster (et &#xE9;ventuellement D. simulans) aux climats temp&#xE9;r&#xE9;s et que la s&#xE9;lection naturelle d&#x26;#39;exploitation au niveau des signaux d&#x26;#39;&#xE9;pissage joue un r&#xF4;le important dans le adaptation thermique des formes de vie.

La variation naturelle dans la force du site d&#x26;#39;&#xE9;pissage d&#x26;#39;un g&#xE8;ne d&#x26;#39;horloge et des esp&#xE8;ces sp&#xE9;cifiques &#xE0; l&#x26;#39;adaptation thermique

Wir zeigen, dass mehrere suboptimale Splei&szlig;-Websites zugrunde liegen, der Thermo-Sensitive-Splei&szlig;en der Periode (pro) 3&#39;-Terminal Intron (dmpi8) von D. Melanogaster, erm&ouml;glicht dieser Art seine Mittag &quot;Siesta&quot;, ein Mechanismus, der wahrscheinlich verringert sich die sch&auml;dlichen Auswirkungen von Hitze an l&auml;ngeren Sommertagen in den m&auml;&szlig;igen Klimata zu verl&auml;ngern. In D. Yakuba und D. Santomea, die haben einer indigene, worin Tagesl&auml;nge und Temperatur wenig Fluktuation w&auml;hrend des ganzen Jahres, das Splei&szlig;en Wirkungsgrade von zeigen, Afro-&Auml;quatorial-Regionen mehr Vorfahren Verteilungs ihrer pro 3&#39;-Terminal Introns nicht thermischen Kalibrierung, Einklang mit der kleinen Effekt der Temperatur auf die t&auml;gliche Verteilung der Aktivit&auml;t in dieser Arten aufweisen. Wir schlagen vor, dass die schwachen Splice-Sites auf dmpi8 einen Mechanismus zugrunde, der die Akklimatisation der weithin kolonisierten D. Melanogaster (und m&ouml;glicherweise D. Simulans) m&auml;&szlig;igen Klimata und die nat&uuml;rlicher Selektion auf der Ebene liegen des Splei&szlig;ens Signalen spielt einer wichtigen Rolle bei der thermischen Anpassung der Lebensformen erleichtert.

Nat&uuml;rliche Schwankungen der Splei&szlig;stelle Website St&auml;rke eine Uhr-gen und artspezifische thermische Anpassung.

Mostriamo che pi&ugrave; siti di splicing non ottimali sottendono il termo-sensibile lo splicing del periodo (a) 3&#39;-terminale introne (dmpi8) da d. melanogaster, consentendo questa specie di prolungare il suo mezzogiorno &quot;siesta&quot;, un meccanismo che probabilmente diminuisce gli effetti deleteri di calore durante le giornate pi&ugrave; lunghe nei climi temperati. Yakuba d. e d. santomea, che hanno una distribuzione pi&ugrave; ancestrale indigena nelle regioni Afro-equatoriale in cui temperatura e lunghezza di giorno esibiscono piccola fluttuazione durante tutto l&#39;anno, le efficienze splicing di loro per 3&#39;-terminali introni non esibiscono taratura termica, coerenza con il piccolo effetto della temperatura sulla distribuzione quotidiana di attivit&agrave; in queste specie. Proponiamo che i siti di splicing debole su dmpi8 sono alla base di un meccanismo che ha facilitato l&#39;acclimatazione dell&#39;ampiamente colonizzata d. melanogaster (e possibilmente d. simulans) a climi temperati e che operano a livello della giunzione segnali gioca un ruolo importante nell&#39;adattamento termico di forme di vita la selezione naturale.

Variazione naturale nella forza del sito di splicing di un gene dell&#39;orologio e adattamento termico specie-specifiche.

&#x6211;&#x3005;&#x306F;&#x3001;&#x8907;&#x6570;&#x306E;&#x6E96;&#x6700;&#x9069;&#x306A;&#x30B9;&#x30D7;&#x30E9;&#x30A4;&#x30B9;&#x90E8;&#x4F4D;&#x306F;&#x3001;&#x3053;&#x306E;&#x7A2E;&#x306E;&#x6B63;&#x5348; &#x26;quot;&#x30B7;&#x30A8;&#x30B9;&#x30BF;&#x3001;&#x26;quot;&#x53EF;&#x80FD;&#x6027;&#x304C;&#x6709;&#x5BB3;&#x3092;&#x6E1B;&#x5C11;&#x3055;&#x305B;&#x308B;&#x30E1;&#x30AB;&#x30CB;&#x30BA;&#x30E0;&#x3092;&#x5EF6;&#x9577;&#x3067;&#x304D;&#x308B;&#x3088;&#x3046;&#x306B;&#x3001;&#x671F;&#x9593;&#x306E;&#x71B1;&#x306B;&#x654F;&#x611F;&#x306A;&#x30B9;&#x30D7;&#x30E9;&#x30A4;&#x30B7;&#x30F3;&#x30B0;&#xFF08;&#x3042;&#x305F;&#x308A;&#xFF09;&#x30AD;&#x30A4;&#x30ED;&#x30B7;&#x30E7;&#x30A6;&#x30B8;&#x30E7;&#x30A6;&#x30D0;&#x30A8;&#x304B;&#x3089;3&#x26;#39;-&#x672B;&#x7AEF;&#x30A4;&#x30F3;&#x30C8;&#x30ED;&#x30F3;&#xFF08;dmpi8&#xFF09;&#x306E;&#x6839;&#x5E95;&#x306B;&#x3042;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x3092;&#x793A;&#x3057;&#x3066;&#x3044;&#x308B;&#x6E29;&#x5E2F;&#x6C17;&#x5019;&#x306E;&#x9577;&#x3044;&#x590F;&#x306E;&#x65E5;&#x4E2D;&#x306E;&#x71B1;&#x306E;&#x5F71;&#x97FF;&#x3002;&#x30A2;&#x30D5;&#x30ED;&#xB7;&#x8D64;&#x9053;&#x5730;&#x57DF;&#x306B;&#x571F;&#x7740;&#x306E;&#x591A;&#x304F;&#x306E;&#x7956;&#x5148;&#x306B;&#x5206;&#x5E03;&#x3057;&#x3066;&#x3044;&#x308B;D.&#x5F79;&#x5834;&#x3068;D. santomea&#x3067;&#x306F;&#x3001;&#x5E74;&#x9593;&#x3092;&#x901A;&#x3058;&#x3066;&#x65E5;&#x306E;&#x9577;&#x3055;&#x3068;&#x6E29;&#x5EA6;&#x306E;&#x5C55;&#x793A;&#x306F;&#x307B;&#x3068;&#x3093;&#x3069;&#x5909;&#x52D5;&#x3092;&#x6709;&#x3057;&#x3001;&#x305D;&#x306E;&#x3042;&#x305F;&#x308A;&#x306E;3 &#x26;#39;&#x672B;&#x7AEF;&#x306E;&#x30A4;&#x30F3;&#x30C8;&#x30ED;&#x30F3;&#x306E;&#x30B9;&#x30D7;&#x30E9;&#x30A4;&#x30B7;&#x30F3;&#x30B0;&#x306E;&#x52B9;&#x7387;&#x306F;&#x3001;&#x71B1;&#x30AD;&#x30E3;&#x30EA;&#x30D6;&#x30EC;&#x30FC;&#x30B7;&#x30E7;&#x30F3;&#x3092;&#x793A;&#x3055;&#x306A;&#x3044;&#x3053;&#x308C;&#x3089;&#x306E;&#x7A2E;&#x306E;&#x6D3B;&#x52D5;&#x306E;&#x6BCE;&#x65E5;&#x306E;&#x5206;&#x5E03;&#x306B;&#x53CA;&#x307C;&#x3059;&#x6E29;&#x5EA6;&#x306E;&#x307B;&#x3068;&#x3093;&#x3069;&#x52B9;&#x679C;&#x3068;&#x4E00;&#x81F4;&#x3057;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x6211;&#x3005;&#x306F;dmpi8&#x306B;&#x5F31;&#x3044;&#x30B9;&#x30D7;&#x30E9;&#x30A4;&#x30B9;&#x90E8;&#x4F4D;&#x304C;&#x91CD;&#x8981;&#x306A;&#x5F79;&#x5272;&#x3092;&#x679C;&#x305F;&#x3057;&#x3066;&#x3044;&#x308B;&#x30B9;&#x30D7;&#x30E9;&#x30A4;&#x30B7;&#x30F3;&#x30B0;&#x30B7;&#x30B0;&#x30CA;&#x30EB;&#x306E;&#x30EC;&#x30D9;&#x30EB;&#x3067;&#x6E29;&#x6696;&#x306A;&#x6C17;&#x5019;&#x3068;&#x3001;&#x81EA;&#x7136;&#x9078;&#x629E;&#x306E;&#x52D5;&#x4F5C;&#x306B;&#x30AD;&#x30A4;&#x30ED;&#x30B7;&#x30E7;&#x30A6;&#x30B8;&#x30E7;&#x30A6;&#x30D0;&#x30A8;&#x3092;&#xFF08;&#x304A;&#x305D;&#x3089;&#x304F;D.&#x30AA;&#x30CA;&#x30B8;&#xFF09;&#x690D;&#x6C11;&#x5E83;&#x304F;&#x306E;&#x99B4;&#x5316;&#x3092;&#x4FC3;&#x9032;&#x30E1;&#x30AB;&#x30CB;&#x30BA;&#x30E0;&#x306E;&#x6839;&#x5E95;&#x306B;&#x3042;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x3092;&#x63D0;&#x6848;&#x3059;&#x308B;&#x751F;&#x547D;&#x4F53;&#x306E;&#x71B1;&#x9069;&#x5FDC;&#x3002;

&#x30B9;&#x30D7;&#x30E9;&#x30A4;&#x30B9;&#x90E8;&#x4F4D;&#x306E;&#x6642;&#x8A08;&#x907A;&#x4F1D;&#x5B50;&#x306E;&#x5F37;&#x3055;&#x3068;&#x7A2E;&#x7279;&#x6709;&#x306E;&#x6E29;&#x5EA6;&#x9069;&#x5FDC;&#x306E;&#x81EA;&#x7136;&#x5909;&#x52D5;

&#xC6B0;&#xB9AC;&#xB294; &#xC5EC;&#xB7EC; &#xCC28;&#xC120; &#xC2A4;&#xD50C;&#xB77C;&#xC774;&#xC2A4; &#xC0AC;&#xC774;&#xD2B8; (&#xB2F9;) 3&#39; &#xD130;&#xBBF8;&#xB110; intron (dmpi8) &#xB514; melanogaster&#xC5D0;&#xC11C; &#xAE30;&#xAC04; &#xC5F4;&#xC5D0; &#xBBFC;&#xAC10;&#xD55C; &#xC811;&#xD569; &#xAE30;&#xCD08;&#xC774; &#xC885;&#xC871;&#xC758; &#xC815;&#xC624; &quot;&#xB0AE;&#xC7A0;&quot; &#xAC00;&#xB2A5;&#xC131;&#xC774; &#xC628;&#xB300;&#xC131; &#xAE30;&#xD6C4;&#xC5D0; &#xAE34; &#xC5EC;&#xB984; &#xC77C; &#xB3D9;&#xC548; &#xC5F4;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xD574;&#xB85C;&#xC6B4; &#xD6A8;&#xACFC; &#xAC10;&#xC18C; &#xBA54;&#xCEE4;&#xB2C8;&#xC998;&#xC744; &#xC5F0;&#xC7A5; &#xD558;&#xAE30; &#xC704;&#xD574; &#xAC00;&#xB2A5; &#xD558; &#xAC8C; &#xBCF4;&#xC5EC;&#xC90D;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xB354; &#xC870;&#xC0C1; &#xBD84;&#xD3EC; &#xC544;&#xD504;&#xB9AC;&#xCE74; &#xC801;&#xB3C4; &#xC9C0;&#xC5ED; &#xC810;&#xC5D0;&#xC11C; &#xD558;&#xB8E8; &#xAE38;&#xC774; &#xC628;&#xB3C4; &#xC804;&#xC2DC;&#xC758; &#xC811;&#xD569; &#xD6A8;&#xC728;&#xC131; &#xC5F0;&#xC911; &#xC791;&#xC740; &#xBCC0;&#xB3D9;&#xC5D0; &#xD1A0;&#xCC29; &#xC788;&#xB2E4; &#xB514; yakuba&#xC640; D. santomea, &#xADF8;&#xB4E4;&#xC758; 3&#39; &#xD130;&#xBBF8;&#xB110; introns &#xB2F9; &#xC5F4; &#xBCF4;&#xC815;, &#xC77C;&#xC77C; &#xD65C;&#xB3D9;&#xC774; &#xC218; &#xC885;&#xC5D0;&#xC11C; &#xBD84;&#xD3EC; &#xC628;&#xB3C4;&#xC758; &#xC791;&#xC740; &#xD6A8;&#xACFC;&#xC640; &#xC77C;&#xCE58;&#xB97C; &#xC804;&#xC2DC; &#xD558;&#xC9C0; &#xC54A;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;. Dmpi8&#xC5D0; &#xC57D;&#xD55C; &#xC2A4;&#xD50C;&#xB77C;&#xC774;&#xC2A4; &#xC0AC;&#xC774;&#xD2B8; &#xAE30;&#xBC18;&#xC774; &#xAD11;&#xBC94;&#xC704; &#xD558; &#xAC8C; &#xC2DD;&#xBBFC;&#xC9C0; &#xB514; melanogaster (&#xADF8;&#xB9AC;&#xACE0; &#xC544;&#xB9C8;&#xB3C4; &#xB514; simulans) &#xC628;&#xD654;&#xD55C; &#xAE30;&#xD6C4;&#xC640; &#xC811;&#xD569; &#xC2E0;&#xD638; &#xC7AC;&#xC0DD; &#xC0DD;&#xBA85;&#xCCB4;&#xC758; &#xC5F4; &#xC801;&#xC751;&#xC5D0; &#xC911;&#xC694; &#xD55C; &#xC5ED;&#xD560;&#xC744; &#xD558;&#xB294; &#xC218;&#xC900;&#xC5D0;&#xC11C; &#xC6B4;&#xC601; &#xD558;&#xB294; &#xC790;&#xC5F0; &#xC120;&#xD0DD;&#xC758; &#xC0C8; &#xD658;&#xACBD; &#xC21C;&#xC751;&#xC744; &#xCD09;&#xC9C4; &#xD558;&#xB294; &#xBA54;&#xCEE4;&#xB2C8;&#xC998;&#xC744; &#xC81C;&#xC548; &#xD55C;&#xB2E4;.

&#xC2DC;&#xACC4; &#xC720;&#xC804;&#xC790; &#xBC0F; &#xC885;&#xC758; &#xC5F4; &#xC801;&#xC751; &#xC2A4;&#xD50C;&#xB77C;&#xC774;&#xC2A4; &#xC0AC;&#xC774;&#xD2B8; &#xAC15;&#xB3C4;&#xC5D0; &#xBCC0;&#xD654;&#xB97C; &#xC790;&#xC5F0;.

Se demuestra que varios sitios de empalme sub&#xF3;ptimos subyacen en el empalme termosensible del per&#xED;odo (por) 3 &#x26;#39;terminal del intr&#xF3;n (dmpi8) de D. melanogaster, permitiendo a esta especie para prolongar su mediod&#xED;a &#x26;quot;siesta&#x26;quot;, un mecanismo que disminuye la probabilidad de nocivo efectos del calor durante los largos d&#xED;as de verano en climas templados. En D. yakuba y santomea D., que tienen una distribuci&#xF3;n m&#xE1;s ancestral ind&#xED;gena de los afro-regiones ecuatoriales en las que la duraci&#xF3;n del d&#xED;a y la fluctuaci&#xF3;n de la temperatura muestra poco a lo largo del a&#xF1;o, las eficiencias de empalme de sus terminales por 3 &#x26;#39;intrones, que no presentan la calibraci&#xF3;n t&#xE9;rmica, coherente con el poco efecto de la temperatura sobre la distribuci&#xF3;n diaria de la actividad en estas especies. Proponemos que los sitios de empalme d&#xE9;biles en dmpi8 subyacen a un mecanismo que facilita la aclimataci&#xF3;n de la ampliamente colonizado D. melanogaster (y, posiblemente, D. simulans) para climas templados y que la selecci&#xF3;n natural que opera en el nivel de las se&#xF1;ales de empalme juega un papel importante en la adaptaci&#xF3;n t&#xE9;rmica de formas de vida.

Kwang Huei Low

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