Un método computacional para cuantificar la actividad circadiana mosca

Summary

Se presenta un método para cuantificar las principales características temporales vistas en mosca los ritmos locomotores. La cuantificación se logra encajando actividad mosca con una forma de onda multi-paramétrico del modelo. Los parámetros del modelo describen la forma y el tamaño de la mañana y noche picos de actividad diaria.

Abstract

En la mayoría de los animales y plantas, relojes circadianos orquestan procesos conductuales y moleculares y sincronización en el ciclo diario de luz-oscuridad. Los mecanismos fundamentales que subyacen a este control temporal se estudian ampliamente con la mosca de la fruta Drosophila melanogaster como organismo modelo. En moscas, el reloj se estudia típicamente analizando grabación locomotor varios días. Tal grabación muestra un complejo patrón bimodal con dos picos de actividad: un pico de la mañana que sucede alrededor de amanecer y un pico de la tarde que ocurre al atardecer. Estos dos picos forman una forma de onda que es muy diferente de oscilaciones sinusoidales observado en los genes del reloj, que sugieren que mecanismos además el reloj tienen profundos efectos en la producción de los patrones observados en datos conductuales. Aquí proporcionan instrucciones sobre el uso de un método computacional desarrollado recientemente que matemáticamente describe patrones temporales en la actividad de la mosca. El método ajusta a los datos de actividad con una forma de onda de modelo que consta de cuatro términos exponenciales y nueve parámetros independientes que describen completamente la forma y el tamaño de la mañana y noche picos de actividad. Los parámetros extraídos pueden ayudar a elucidar los mecanismos cinéticos de sustratos subyacentes a los patrones de actividad bimodal comúnmente observados en los ritmos locomotores mosca.

Introduction

El reloj circadiano es un oscilador bioquímico endógeno con un período de aproximadamente 24 horas y es casi ubicuo en animales y plantas de^1,2. El reloj ayuda a sincronizar los procesos internos de un organismo y el comportamiento para el ciclo oscuro de luz externo. La estructura genética del reloj circadiano ha sido ampliamente estudiada desde la década de 1960 con la mosca de la fruta D. melanogaster. En este insecto, el núcleo del reloj circadiano consiste en cuatro proteínas: período, atemporal, reloj y ciclo. Estos componentes del núcleo junto con otras moléculas forman un bucle de retroaliment....

Protocol

1. medición de volar locomoción usando Drosophila actividad Monitor (DAM)

Nota: para más detalles véase referencia ⁵.

1. Preparación individual volar tubos con el alimento en un extremo y el algodón en el otro. Al final con el alimento debe sellarse para evitar que los alimentos se sequen.
   1. Pone 5-6 g de comida de mosca en un vaso de precipitados de 50 mL. Corte los alimentos en trozos pequeños para que sea más fácil derretir lo
   2. Tubos de vidrio individuales 32 Conecte con una banda elástica.
   3. La comida en el vaso del derretimiento por calentamiento en un horno de microondas para....

Results

El método presentado aquí permite la cuantificación de las principales características en el patrón de locomoción mosca. La cuantificación se logra ajustando los datos de actividad con un modelo que consta de cuatro términos exponenciales:

El modelo tiene nueve parámetros independientes que describen el .......

Discussion

Este trabajo presenta las instrucciones para el uso de una herramienta computacional que proporciona una descripción cuantitativa del patrón de locomoción mosca. La herramienta ajusta a datos de locomoción con un modelo matemático que consta de cuatro términos exponenciales que juntos describen la forma y el tamaño de los picos de M y E. Los valores finales para los parámetros del modelo se obtienen del ajuste de los espectros de energía de los datos, donde el uso de los datos en bruto puede evitar efectos artefactuales .......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Monitor de actividad de Drosophila	TriKinetics	DAM2, DAM5	Mide la locooción de la mosca utilizando un solo haz infrarrojo
MatLab	Mathworks		Entorno de computación y lenguaje de programación, MatLab debe incluir cajas de herramientas de optimización y matemáticas simbólicas
Drosophila melanogaster		per[S], per[L], iso31 (tipo salvaje)	Nuestro análisis se puede realizar con mutantes de mosca de cualquier período circadiano