Name: שיטה חישובית לכמת פעילות היממה לעוף (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-10-28T14:00:00.000+00:00
Duration: 13 min 5 s
Description: למד שיטה חישובית לכמת פעילות היממה בזבובי פירות באמצעות התאמת נתונים למודל רב-פרמטרי. השיטה מאפיינת את שיאי הפעילות הבוקריים והערביים ומסייעת לחוקרים להבין מנגנוני שעונים ביולוגיים.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

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="https://link.springer.com/chapter/10.1007%2F978-1-4615-6552-9_5">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/pubmed?term=((Clocks+not+winding+down%3A+unravelling+circadian+networks%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Mol+Cell+Biol%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((The+molecular+ticks+of+the+Drosophila+circadian+clock%5BTitle%5D)+AND+%22Curr+Opin+Insect+Sci%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Quantitative+analysis+of+Drosophila+period+gene+transcription+in+living+animals%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biol+Rhythms%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Assaying+locomotor+activity+to+study+circadian+rhythms+and+sleep+parameters+in+Drosophila%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">Assaying locomotor activity to study circadian rhythms and sleep parameters in Drosophila.</a> J Vis Exp. (43), e2157(2010).</li>
<li>Helfrich-Förster, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Differential+control+of+morning+and+evening+components+in+the+activity+rhythm+of+Drosophila+melanogaster--sex-specific+differences+suggest+a+different+quality+of+activity%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biol+Rhythms%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Irreversible+binding+kinetics+of+neuropeptide+Y+ligands+to+Y2+but+not+to+Y1+and+Y5+receptors%5BTitle%5D)+AND+%22Pharmacology%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((A+mathematical+model+provides+mechanistic+links+to+temporal+patterns+in+Drosophila+daily+activity%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((High-resolution+positional+tracking+for+long-term+analysis+of+Drosophila+sleep+and+locomotion+using+the+%26%2334%3Btracker%26%2334%3B+program%5BTitle%5D)+AND+%22PloS+ONE%22%5BJournal%5D)">High-resolution positional tracking for long-term analysis of Drosophila sleep and locomotion using the &#34;tracker&#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/pubmed?term=((A+Neural+Network+Underlying+Circadian+Entrainment+and+Photoperiodic+Adjustment+of+Sleep+and+Activity+in+Drosophila%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">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/pubmed?term=((Circadian+neuron+feedback+controls+the+Drosophila+sleep-activity+profile%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">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 הגולמיים ניתן למנוע תופעות artefactual binning או סינון נתונים באפשרותך לאכוף על ערכי הפרמטרים. הפרמטרים דגם יכול לשמש לאחר מכן בהמשך המחקר ומכניקה לעוף, המנגנונים כי להצמיח הפסגות פעילות.
ניתן להעריך את טיב ה...

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>מוניטור פעילות דרוזופילה</td><td>TriKinetics</td><td>DAM2, DAM5</td><td>מודד מיקום זבובים באמצעות קרן אינפרא אדום יחידה</td></tr><tr><td>סביבת</td> מחשוב ושפת תכנות MatLab <td>Mathworks</td><td></td><td>, MatLab צריך לכלול ארגזי כלים לאופטימיזציה ומתמטיקה סימבולית</td></tr><tr><td>Drosophila melanogaster&nbsp;</td><td></td><td>per[S], per[L], iso31(סוג פראי)</td><td>ניתן לבצע את הניתוח שלנו עם מוטציות זבובים בכל תקופה צירקדית</td></tr></tbody></table>

שיטה חישובית לכמת פעילות היממה לעוף

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 פרמטרים עצמאיים המתארים תבנית הפעילות. הפרמטרים bMD,bמר,b.ED,ו- bER <...

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. ...

ברוב בעלי החיים, שעונים צירקדיים מתזמנים תהליכים התנהגותיים ומולקולריים ומסנכרנים אותם למחזור האור-חושך היומי. בזבובים, השעון נחקר בדרך כלל באמצעות הקלטות של פעילות מוטורית. להלן דוגמה לממוצע פעילות מוטורית של זן בר שנמדדה במחזור של 12 שעות אור ו-12 שעות חושך, כאשר מחזור האור-חושך מוצג באמצעות פס צהוב-שחור בחלק העליון.הקלטה טיפוסית של זבוב מראה דפוס מורכב ובי-מודאלי עם שני שיאי פעילות, שיא בוקר המתרחש בסביב השחר ושיא ערב המתרחש בסביב הדמדומים. שני שיאים אלו יוצרים יחד צורת גל השונה מאוד מהתנודות הסינוסואידליות הנצפות בגנים של השעון הביולוגי, מה שמרמז כי למנגנונים נוספים, מלבד השעון, יש השפעה עמוקה על יצירת הדפוס הנצפה בנתונים התנהגותיים. כאן אנו מציגים את השיטה הראשונה המתארת באופן מתמטי דפוסים זמניים בפעילות של זבובים.התאמנו את נתוני הפעילות למודל גל המדמה תנועה של זבוב. המודל שלנו מורכב מארבעה איברים מעריכיים, שני איברים מהשיא של הבוקר ושני איברים מהשיא של הערב. יחד עם המחזור היממי, למודל שלנו יש תשעה פרמטרים בלתי תלויים.פרמטרי B מגדירים את קצב העלייה של הבוקר, הדעיכה של הבוקר, העלייה של הערב והדעיכה של הערב. TM ו-TE מגדירים את הרוחב של שיאי הבוקר והערב, ו-HM ו-HE מגדירים את גובהי השיאים. יחד, פרמטרים אלו מתארים באופן מלא את הגודל והצורה של שיאי הבוקר והערב בדפוס הפעילות.ניתן להשתמש בשיטה שלנו כדי להבהיר את המנגנונים והסובסטרט העומדים בבסיס דפוס הפעילות הבי-מודלי הנצפה בדרך כלל במדידות תנועה של זבובים. עבור ניסוי התנועה, הכינו מבחנות בודדות עם מזון בקצה אחד וכותנה בקצה השני. לשם כך, ראשית, הניחו חמישה עד שישה גרמים של מזון לזבובים בכלי כימי של 50-milliliter.חתכו את המזון לחתיכות קטנות, כדי שיהיה קל יותר להמיס אותו במיקרוגל. מדד פעילות בודד מתאים ל-32 מבחנות בודדות. לכן, קחו 32 מבחנות וחברו אותן יחד באמצעות גומייה.המיסו את המזון שבכלי הביקר במיקרוגל. חממו את המזון למשך כ-10 עד 15 שניות. עצרו את המיקרוגל מדי חמש שניות, ונערו מעט את הכלי עם המזון כדי להבטיח המסה אחידה של המזון.יש לוודא שכל המזון הומס ושלא נותרו חתיכות מזון מוצקות בכלי הביקר. בעוד המזון עדיין במצב נוזלי, הכניסו מבחנות לתוך כלי הביקר עם המזון. הניעו את המבחנות מעט למעלה ולמטה, כדי שיתמלאו באופן שווה.הניחו למזון להתקרר ולהתמצק למשך כשעה. לאחר שהמזון התמצק, הוציאו את המבחנות מהכלי באמצעות תנועה סיבובית כדי שהמזון לא ידבק לתחתית הכלי. לאחר מכן, הסירו את גומיית הגומי.אטמו את קצה השפופרת המכילה את המזון באמצעות שעווה. לשם כך, ראשית, נגבו בזהירות את השפופרת בעזרת נייר סופג. לאחר מכן, הצמידו את השפופרת לשעווה.בדקו ויזואלית את איכות האיטום, ובמידת הצורך, חזרו על פעולת האיטום שנית. השתמשו בטכניקה זו כדי לאטום את כל המבחנות עבור הניסוי. את הקצה השני של המבחנות סגרו עם צמר גפן.הצמר יאפשר לאוויר לעבור תוך כדי שמירה על הזבובים נעולים בתוך המבחנות. קל גם להסיר ולהחזיר אותו, דבר שיהיה שימושי כאשר נטען את המבחנות בזבובים עבור הניסוי. כעת, לאחר שהמבחנות מוכנות, טענו אותן בזבובים עבור הניסוי.לשם כך, פריקו את הזבובים על המשטח באמצעות CO2. לאחר מכן, בעזרת מברשת, העבירו בזהירות זבוב בודד לכל מבחנה אינדיבידואלית. הניחו את המבחנה עם הזבוב בתוך המוניטור.מערכת הניטור תתעד את תנועת הזבובים בקובץ הפלט באותו סדר שבו הם מופיעים בצג. חבר את הצג למחשב, והנח אותו באינקובטור השומר על טמפרטורה ולחות קבועות. הגדר את תנאי התאורה/חושך המתאימים בהתאם לניסוי.עבור ניסוי אור/חושך, החזיקו את הזבובים במחזור של אור וחושך לאורך כל הניסוי. אין להשתמש ביום הראשון של המדידות בניתוח הנתונים. עבור ניסוי בחושך רציף, ראשית, החזיקו את הזבובים במשך יומיים בתנאי אור/חושך לצורך סנכרון של השעונים הביולוגיים (entrainment), ולאחר מכן העבירו אותם לחושך רציף.אין להשתמש במדידות מהיום הראשון של החשיכה הרציפה בניתוח. לפני המעבר לסעיף הבא, אנו ממליצים לקרוא את הפרוטוקול. מערכת הניטור תפיק קובץ יחיד המכיל את הפעילות של כל הזבובים במערכת הניטור.32 העמודות האחרונות של קובץ הפלט מכילות את הפעילות של זבובים בודדים. התוכנה שלנו עובדת עם נתוני פעילות של זבוב בודד. לכן, יש לפצל את קובץ הפלט למספר קבצים של פעילות זבוב בודד.כל קובץ צריך להיות קובץ TXT בעמודה אחת. כעת, לאחר שהכנו את קובצי הפעילות, נוכל להריץ את הניתוח שלנו. הרץ את הפונקציה ModelFitPS3 בחלון הפקודות (Command Window) של MATLAB עם פרמטרי הקלט הבאים.קצב דגימה, הזן את מרווח הזמן של דגימת הנתונים בשניות. לדוגמה, הנתונים שלנו נלקחו בקצב דגימה של 20 שניות. לכן, נזין כאן 20.בסעיף bin interval, הגדירו את מרווח הזמן בדקות, שעל פיו יקובצו הנתונים לצורך ויזואליזציה טובה יותר. אנו ממליצים על קיבוץ למרווחים של 20 או 30 דקות, אך כעת אזין כאן 10, רק כדי להראות לכם מאוחר יותר כיצד ניתן לשנות זאת בקלות. עבור trend, הזינו 1 אם הנתונים מראים מגמת בסיס (baseline trend), ואפס אחרת.הנתונים שלנו אינם מראים מגמת בסיס כלשהי. לכן, הזנתי כאן אפס. לחץ על Enter כדי להריץ את הפונקציה.בחלון הקופץ, בחרו קובץ פעילות של זבוב בודד ולחצו על Open. התוכנה תחשב ותשרטט את ספקטרום ההספק של הנתונים. בחלון זה, קבעו את המחזור הראשי בנתונים.לשם כך, לחצו באמצעות מקש העכבר השמאלי על השיא במחזור הצירקדי (circadian period), או באמצעות מקש העכבר הימני על השיא בהרמונית השנייה, המופיעה בקירוב במחזור הצירקדי חלקי שניים. במקרה שלנו, השיא בהרמונית השנייה גדול וחד הרבה יותר מהשיא במחזור הצירקדי. לכן, נשתמש באפשרות השנייה.לאחר מכן, התוכנה תשרטט את הנתונים המקובצים לפי מרווח המקבוץ (bin interval) שנבחר. כפי שניתן לראות, במרווח מקבוץ של 10 דקות, שיאי הבוקר והערב אינם מודגשים מספיק באופן ויזואלי. לכן, נרצה לשנות ערך זה.כדי לעשות זאת, פשוט לחצו עם המקש הימני של העכבר בכל מקום על הגרף. בתיבת הדיאלוג החדשה, הקלידו את הערך החדש למרווח הסל (bin interval). אנו ממליצים על חלוקה למרווחי זמן של 20 דקות.לפיכך, נזין כאן 20. נלחץ על OK. התוכנה תשרטט מחדש באופן מיידי את הנתונים עם הערך החדש של מרווח הסל (bin interval). כדי לקבל ערך זה, פשוט נלחץ לחיצה שמאלית בכל מקום על הגרף.התוכנה תשרטט כעת מחדש את הנתונים ותציג חמישה ימי מדידה בלבד. בחלון זה, בחר את שיא הבוקר הראשון שישמש בניתוח. לעיתים יש צורך לדלג על היום הראשון או השני, הזמן הדרוש לזבוב כדי להסתגל למחזור האור-חושך.כדי לבחור את שיא הבוקר, פשוט לחצו על השיא המועדף. התוכנה תצייר מחדש את הנתונים, וכעת תציג רק שלושה ימי מדידות החל משיא הבוקר שנבחר. הקווים האנכיים הכחולים והאדומים מראים את שיא הערב הראשון ואת שיא הבוקר השני בהתבסס על המחזור שנבחר בחלון הראשון.בחלון זה, בחרו את הנקודה של המבחנה ששימשה להתאמה ראשונית של הנתונים עם פונקציית המודל. לשם כך, לחצו על הנקודות הבאות בסדר זה. ראשית, לחצו על ראשו של שיא הבוקר הראשון.הלחיצה מסומנת בכוכב אדום למטה, המראה את מיקום הלחיצה. לאחר מכן לחץ על סוף שיא הבוקר, לאחר מכן על תחילת שיא הערב, לאחר מכן על ראש שיא הערב, לאחר מכן על סוף שיא הערב, ולבסוף על ראש שיא הבוקר של היום הבא. התוכנה תשרטט שוב את ספקטרום ההספק מכיוון שהפרמטרים הסופיים מתקבלים מהתאמה ספקטרלית.הספקטרום מוצג כעת כאשר התדר מופיע על ציר ה-x, ושיא השעון הביולוגי נמצא בצד שמאל של הגרף. המחזור שנקבע בשלב הראשון מסומן בקו אנכי אדום. כדי לבחור את נקודות ההתאמה, קבעו תחילה באופן גס את המחזור העיקרי.לשם כך, לחצו לחיצה שמאלית על השיא בתקופה הצירקדית, או לחיצה ימנית על השיא בהרמוני השני. נשתמש שוב באפשרות השנייה. לאחר מכן, יופיע סליידר בתחתית לבחירת הנקודות עבור ההתאמה הספקטרלית.הנקודות יוצגו כעיגולים אדומים ויופיעו לאחר הזזת הסליידר. הזז את הסליידר שמאלה וימינה, והצב את הנקודות קרוב ככל האפשר לראשי הפסגות הספקטרליות. לאחר השגת התוצאה הטובה ביותר, לחץ על כפתור Accept, והתוכנה תבצע התאמה של הנקודות שנבחרו באמצעות הביטוי האנליטי לספקטרום ההספק של המודל.לאחר ההתאמה, התוכנה תפיק שני גרפים נוספים. הראשון הוא ספקטרום הספק (power spectrum) של המודל שנבנה באמצעות הפרמטרים שהופקו. השני הוא הנתונים כשהם מותאמים למודל.הנתונים מוצגים בקו שחור, והמודל מוצג בקו אדום. ניתן לראות כי הפונקציה דומה מאוד לנתונים, במיוחד בשלושת הימים האחרונים של הפעילות. הפרמטרים שהופקו נשמרים בקובץ ה-TXT של פרמטרי התאמת המודל.לאחר שם הקובץ, הפרמטרים נשמרים בסדר הבא: ראשית b של דעיסת הבוקר, לאחר מכן b של עליית הבוקר, b של עליית הערב, b של דעיסת הערב, המחזור הצירקדי, לאחר מכן רוחב שיאו של הבוקר חלקי המחזור הצירקדי, רוחב שיאו של הערב חלקי המחזור הצירקדי, גובה שיאו של הבוקר, גובה שיאו של הערב, ושגיאת ההתאמה של ההתאמה הספקטרלית. בנוסף לקובץ פרמטרי התאמת המודל, התוכנית תפיק שני קבצים נוספים. הראשון הוא התאמת הנתונים לפונקציית המודל, והשני הוא התאמה ספקטרלית.בצע ניתוח זה עם קבצי פעילות אחרים. כל הפרמטרים שהופקו נשמרים בקובץ ה-TXT של פרמטרי התאמת המודל, וניתן להשתמש בהם בהמשך כדי לקשר בין הפלט ההתנהגותי לבין המנגנונים שבבסיסם המווסתים את ההתנהגות היומית של הזבוב הנשלטת על ידי תבנית פעילות המודל.

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

Research

JoVE Journal

Behavior

התנהגות

אנו מתארים נוהלי רישום פעילות של תנועה יומי של...

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

מאמר זה יסקור שיטות שניתן להשתמש בהם כדי לקבוע פונקציה היממה ואת ההיענות אור בעכברים.

התגובות מדידת אור היממה ואת חריפה בעכברים באמצעות פעילות גלגל ריצה

כדי להבין את קשר בין התגובה החיסונית ובהתנהגות, שאנו מתארים שיטה למדידת התנהגות רצוניים...

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

סרטון וידאו זה מתאר את מערכת ניטור פעילות דרוזופילה (DAM) המשמשת למעקב אחר פעילות לוקומוטורית. חוקרים משתמשים בנתוני פעילות שנאספו מה-DAM כדי לחקור את השעון הביולוגי בזבובי פירות. סרטון הפרוטוקול המוצג מראה כיצד לטעון זבובים במכשיר ולתעד נתוני פעילות עבור ניסויים צירקדיים.

דרוזופילה מוניטור פעילות (DAM): שיטה למדידת פעילות מוטורית בזבובים

תסיסנית שימושית בלומדת מניפולציות גנטיות או סביבתיות המשפיעות על התנהגויות כמו פעילות של תנועה ספונטנית. כאן אנו מתארים פרוטוקול אשר מנצל צגים עם קרניים אינפרא אדומות ותוכנות לניתוח נתונים לכמת פעילות של תנועה ספונטנית.

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

שימוש במצלמת אינטרנט ושילוב של תוכנות חופשיות וזולות, ניתן לנתח דפוסי קטר בדרוזופילה melanogaster כדי לזהות הבדלים במהירות, מרחק, והזמן של פעילויות מוטוריות שונות.

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

דוח זה מתאר שיטה למדידת פעילות הזחלים של דרוזופילה באמצעות מוניטור פעילות הדרוזופילה TriKinetics. המכשיר משתמש בקרני אינפרא אדום כדי לזהות תנועות של עד 16 בעלי חיים בודדים. ניתן לנתח נתונים כדי לייצג פרמטרי תנועה כולל קצבים ומיקומי בעלי החיים בתוך תאי הבדיקה.

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

כאן, אנו מפרטים כיצד לסנכרן את דרוסופילה ליום ביולוגי. זהו הצעד הראשון והחשוב ביותר הנחוץ ללימוד מקצבים ביולוגיים ותרונוביולוגיה.

היממה של דרוסופילה מלנוגסטר

מניעת שינה היא כלי רב עוצמה לחקור את תפקוד השינה ואת הרגולציה. אנו מתארים פרוטוקול למחסור בשינה Drosophila באמצעות מנגנון ביטול שינה, ולקבוע את היקף השינה ריבאונד הנגרמת על ידי מחסור.

מנגנון ביטול השינה: שיטה יעילה ביותר למניעת שינה של דרוסופילה

חשוב לקבל הערכות בלתי מוטות של שדות קליטה של אוכלוסייה חזותית (pRFs) על ידי הדמיית תהודה מגנטית תפקודית. אנו משתמשים באילוצי רגולציה מתונים כדי להעריך טופוגרפיה של pRF ללא הנחות א-פריורי לגבי צורת pRF, מה שמאפשר לנו לבחור מודלים ספציפיים של pRF לאחר הוק. זה יתרון במיוחד בנבדקים עם נגעים בנתיב הראייה.

הערכה טופוגרפית של אוכלוסייה החזותית פתוחים שדות ידי fMRI

למד שיטה חישובית לכמת פעילות היממה בזבובי פירות באמצעות התאמת נתונים למודל רב-פרמטרי. השיטה מאפיינת את שיאי הפעילות הבוקריים והערביים ומסייעת לחוקרים להבין מנגנוני שעונים ביולוגיים.

שיטה חישובית לכמת פעילות היממה לעוף

גלה סרטונים נוספים