드로소필라의 온도 선호도 행동과 Circadian 리듬의 설계 및 분석

요약

우리는 최근에 새로운 Drosophila circadian 출력, 온도 선호 리듬 (TPR)을 확인, 있는 파리에서 선호 하는 온도 낮에는 상승 하 고 밤에 폭포. TPR은 다른 circadian 출력, 운동 활동과 독립적으로 규제됩니다. 여기에서 우리는 Drosophila에서TPR의 디자인 그리고 분석을 기술합니다.

초록

circadian 시계는 수 면, 운동 활동 및 체온 (BTR) 리듬^1,2를포함하여 삶의 많은 측면을 조절합니다. 우리는 최근에 온도 선호도 리듬 (TPR)이라고 불리는 새로운 Drosophila circadian 출력을 확인했는데, 이 때 파리의 바람직한 온도는 낮동안 상승하고 ³일 밤 동안 떨어집니다. 놀랍게도, TPR 및 운동 활동은 뚜렷한 circadian 뉴런을 통해 제어됩니다^3. Drosophila 운동 활동은 잘 알려진 circadian 행동 출력이고 많은 보존된 포유류 circadian 시계 유전자 및 기계장치^4의발견에 강한 기여를 제공하고 있습니다. 따라서 TPR을 이해하면 알 수 없는 분자 및 세포 circadian 메커니즘의 식별으로 이어질 것입니다. 여기에서는 TPR 분석기를 수행하고 분석하는 방법을 설명합니다. 이 기술은 TPR의 분자 및 신경 메커니즘을 해부 할뿐만 아니라 다른 환경 신호를 통합하고 동물의 행동을 조절하는 뇌 기능의 기본 메커니즘에 대한 새로운 통찰력을 제공합니다. 또한, 최근 발표된 자료에 따르면 플라이 TPR은 포유류 BTR^3과특징을 공유합니다. 드로소필라는 체온이 일반적으로 행동조절되는 동체입니다. 따라서, TPR은 이들 플라이^5-8에서리듬체온을 생성하는 데 사용되는 전략이다. 우리는 Drosophila TPR의 추가 탐구는 동물에 있는 체온 통제의 근본적인 기계장치의 특성화를 촉진할 것이라는 점을 믿습니다.

서론

온도는 유비쿼터스 환경 큐입니다. 동물은 유해한 온도를 피하고 편안한 온도를 추구하기 위해 다양한 행동을 나타낸다. 드로소필라는 견고한 온도 선호도 동작^6,7을나타낸다. 파리가 18-32°C에서 온도 그라데이션으로 방출되면 파리는 따뜻하고 추운 온도를 모두 피하고^3일아침에 25°C의 바람직한 온도를 선택한다. 따뜻한 온도 센서는 열감각 뉴런의 집합, AC 뉴런, 드로소필라 과도 수용체 전위 (TPR) 채널, TRPA1^6,9을발현. 저온 센서는 제3 안테나 세그먼트를 타래면 저온 회피^6의부족을 야기하기 때문에 제 3 안테나 세그먼트에 위치합니다. 최근에는 TRPP 단백질 브리비도(Brv)가^10을확인하였다. Brv는 제 3 안테나 세그먼트에서 발현되고 감기 검출을 중재하기 때문에 Brv는 온도 선호도 행동에 중요한 가능한 감기 감지 분자입니다. 요약하면, 파리는 따뜻하고 차가운 온도를 피하고 선호하는 온도를 찾기 위해이 두 온도 센서를 사용합니다.

포유류는 체온을 조절하기 위해 열을 발생하지만, ectotherms는 일반적으로 주변 온도^11에체온을 적응시다. 일부 ectotherms는 그들의 BTR....

프로토콜

1. 파리 준비

1. 라이트 다크(LD) 실험
   1. 12시간/암흑 12시간(LD) 사이클 하에서 인큐베이터(25°C/40-60%의 상대 습도(RH)에서 파리를 올립니다. 인큐베이터의 광강도는 ~500-1,000 럭스입니다.
   2. 24시간 동안 행동 에세이를 완료하려면 두 개의 인큐베이터가 필요합니다. 두 인큐베이터는 ON OFF 기능을 갖춘 프로그래밍 가능한 조명을 가져야 합니다. 그들은 또한 빛에 투과할 수 없는 단단한 문이 있어야합니다(즉, 유리 또는 플렉시 유리 없음).
      참고: 한 인큐베이터는 "하루" 인큐베이터로 지정하고 12시간 빛과 12시간 어둡게 LD 주기로 설정해야 합니다. 두 번째 인큐베이터는 "밤"인큐베이터로 지정하고 12 시간 어둡고 12 시간 빛으로 첫 번째의 역으로 설정해야합니다. 야간 인큐베이터는 어둠 속에서 접근 할 수있는 방에 배치되어야하며, 야간 질환을 경험하는 파리는 실험을 위해 쉽게 액세스 할 수 있습니다.
   3. 날밤에 플라이 바이알을 인큐베이터에 놓습니다. 새로 부화된 파리를 분석당 20-30으로 모으고 2-3일 동안 동일한 인큐베이터에 보관하십시오.
   4. 2-3 일 후, 온도 환경 설정 행동 분석에 파리를 사용합니다.
      1. 하루....

결과

온도 선호도 리듬의 예는 도 5에도시된다. 행동 절차가 성공적으로 완료되면, 파리는 아침에 낮은 온도와 저녁에 더 높은 온도를 선호하는 TPR을 전시해야합니다. ~1-1.5°C의 기온 선호도는 유전적 배경에 관계없이 낮동안 관찰되어야 하며, w ^1118, yw 및 캔톤 S파리가 낮^3시에유사한 온도 선호도를 나타낸다는 것을 보여주었기 때문에 관찰되어야 한다.

그림 1. DD 데이의 비행 준비의 회로도.

토론

여기서, 우리는 온도 선호도 행동 장치의 세부 사항 및 TPR 행동의 분석을 설명합니다. Drosophila는 시계 제어 TPR의 현저하고 견고하며 재현 가능한 특징을 전시합니다. 그러나, 우리의 데이터는 적어도 두 가지 요인, 주변 빛과 나이, 크게 TPR 행동 표현형을 방해한다는 것을 건의합니다.

우리는 빛이 Drosophila의온도 선호도에 크게 영향을 미친다는 것을 관찰합니다. 선호하는 온도의 리듬 변화는 여전히 LD 및 DD^3에따라 유지되지만 LD에 보관된 ¹¹¹⁸ 개의 파리가 낮 동안 더 높은 온도를 선호한다는 사실과 일치합니다. 따라서 빛은 circadian 시계와 는 별개로 플라이의 온도 선호도에 영향을 미칩니다. 얼마나 많은 광 강도가 요구되고 어떤 메커니즘이 이 광 의존 온도 선호도를 조절하는지 명확하지 않기 때문에 실험 중에 동일한 광 강도(~500-1,000 lux)를 .......

재료

이 논문에 사용된 재료 목록

이름	회사	카탈로그 번호	댓글
Bright Lab Jr. Safelight	Amazon	#B00013J8UY	암실용 레드라이트
Rain X	SOPUS 제품		발수성: 플렉시글라스 커버
적용 C-Clamp	Home Depot
온도/습도계	Fisher	15-077-963
Peltier devices	TE Technology, Inc.	HP-127-1.4-1.15-71P
온도계	Fluke	52II
벤치 탑 컨트롤러	오븐 산업	5R6-570-15R 및 5R6-570-24R
온도 센서 프로브	오븐 산업	TR67-32
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