비행 Circadian 활동 척도를 계산 방법

Summary

비행 circadian 운전 리듬에서 본 주요 임시 기능을 계량 하는 방법을 제시 합니다. 정량화 피팅 멀티 파라메트릭 모델 파형으로 비행 활동 함으로써 이루어집니다. 모델 매개 변수 형태와 아침의 크기와 일상 활동의 저녁 봉우리를 설명합니다.

Abstract

대부분의 동물 및 식물에서 circadian 시계 행동 및 분자 프로세스를 조정 하 고 매일 빛 어두운 주기에 그들을 동기화. 이 임시 컨트롤의 기반이 되는 기본 메커니즘은 널리 초파리 melanogaster 과일 파리를 사용 하 여 모델 생물. 로 공부 파리, 시계는 일반적으로 기간 운전 기록 분석 하 여 공부 했다. 이런 녹화 프로그램 활동의 두 개의 봉우리와 복잡 한 모달 패턴: 새벽, 주위에 일어나 아침 피크와 황혼 주위에 일어나는 저녁 피크. 매우 다른 정현파 진동 파형 관찰 시계 유전자, 시계 뿐만 아니라 메커니즘 행동 데이터의 관찰 된 패턴 제작에 깊은 영향을 미칠 제안에 함께이 두 봉우리 형태. 여기 우리는 비행 활동에서 시간적 패턴을 수학적으로 설명 하 최근에 개발 된 계산 메서드를 사용 하 여 지침을 제공 합니다. 방법 4 지 수 기간 및 완전 형태와 아침의 크기와 활동의 저녁 봉우리를 설명 하는 9 개의 독립적인 매개 변수 구성 된 모델 파형으로 활동 데이터 맞는. 추출 된 매개 변수는 일반적으로 관찰 된 모달 활동 패턴 비행 운전 리듬에 기초 하는 기판의 운동 메커니즘을 명료 하 게 도울 수 있다.

Introduction

Circadian clock은 약 24 시간 동안 함께 내 생 생화학 발진기와 동물에 거의 유비 쿼터 스 이며 식물^1,2. 시계는 생명체의 내부 프로세스와 외부 빛 어두운 주기에 동작을 동기화 하는 데 도움이 됩니다. Circadian clock의 유전자 구조는 1960 년대부터 널리 공부 하고있다 D. melanogaster과일 파리를 사용 하 여. 이 곤충에 circadian 시계의 핵심 구성 4 개의 단백질: 기간, 영원한, 클록 및 주기. 다른 분자와 함께 이러한 핵심 구성 요소는 생산 하는 시계 유전자^3,4의 거의 정현파 진동 피드백 루프를 형성 합니다. 파리에서 circadian 시계 널리 비행 활동 개별 튜브⁵의 중간 건너 단일 적외선 빔으로 탐지 되는 기간 운전 녹음을 사용 하 여 공부 된다. 일반 비행 녹화는 두 잘 구별할 수 봉우리와 복잡 한 모달 패턴: 밤의 끝에서 시작 되 고 최대 조명 설정; 때 아침 피크 (M) 그리고 하루의 끝에서 시작 되 고 최대⁶해제 조명....

Protocol

1. 측정 비행 운동을 사용 하 여 초파리 활동 모니터 (댐)

참고: 자세한 내용은 참조 참조 ⁵.

1. 개별 준비 끝에 음식 튜브를 비행 하 고 다른 면. 음식 끝 음식을 밖으로 건조 하지 않도록 밀봉 되어야 한다.
   1. 50 mL 비 커에 비행 식품의 5-6 g을 넣어. 그래서 그것이 그것을 녹기 쉽게 음식을 작은 조각으로 잘라
   2. 32 연결 고무 밴드와 함께 개별 유리관.
   3. 비 커에 음식을 열 전자 레인지 오븐에 10-15 미 중지는 전자 레인지에 대 한 모든 5에 의해 녹아 s 음식의 동등한 용융 되도록 비 커를 신중 하 게 흔들어.
   4. 음식은 여전히 액체 음식 비 커에 준비 된 개별 튜브를 넣어. 그래서 그들은 동등 하 게 가득 튜브를 아래로 이동.
   5. 허용 진정 하 고 약 1 헤에 대 한 강화 식품
   6. 음식 고체 후 비 커에서 음식 튜브를 제거.
   7. 왁 스를 사용 하 여 식품을 포함 하는 끝 인감. 첫째, 신중 하 게 깨끗 한 종이 타월을 사용 하 여 튜브 누른 다음 왁 스에 대 한 관. 시각적으로 인감의 품질을 확인 하 고 필요한 경우 반복 씰링 다시.
   ....

Results

여기에 제시 된 방법 비행 운동 패턴에 주요 특징의 정량화를 허용 한다. 정량화 피팅 모델 4 지 수 기간의 구성 된 활동 데이터에 의해 이루어집니다.

모델 활동 패턴을 설명 하는 9 개의 독립적인 매개 변수가 있다. 매개 변수 b_MD,_b씨,_bED,_{및 b응급실} 저녁 감퇴 (ED), 그리고 저녁 상승 (응급실), 각각 아침 감퇴 (MD), 아침 상승 (MR)의 속도 정의 합니다. Circadian 기간을 정.......

Discussion

이 작품 플라이 운동 패턴의 양적 설명을 제공 하는 계산 도구를 사용 하 여에 대 한 지침을 제공 합니다. 도구로 구성 된 4 개의 지 수 모양 및 크기의 M과 E 봉우리를 함께 설명 하는 수학적 모델 운동 데이터를 맞는. 모델 매개 변수에 대 한 최종 값 피팅 파워 스펙트럼 데이터의 원시 데이터를 사용 하 여 데이터 binning 또는 필터링 매개 변수 값에 부과할 수 있다 artefactual 효과 피할 수에서 얻을 수 있습니다. 모델 매개 변수는 다음 추가 연구 비행 운동 및 활동 봉우리를 메커니즘을 사용할 수 있습니다.

피팅의 품질 두 가지 방법으로 평가할 수 있다: 맞는 파워 스펙트럼의 및 매개 변수 함께 계산 되는 피팅 오류 (잔차 제곱합)를 사용 하 여 시각적 관찰에 의해. 맞는 품질에 영향을 미치는 중요 한 요소 중 하나는 circadian 기간 T₀ (프로토콜 단계 2.8)의 결심 이다. T₀ 의이 값이 파워 스펙트럼 및 모.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
초파리 활동 모니터	TriKinetics	DAM2, DAM5	단일 적외선 빔을 사용하여 파리 위치를 측정합니다
MatLab	Mathworks		컴퓨팅 환경 및 프로그래밍 언어, MatLab은 최적화 및 기호 수학 도구 상자를 포함해야 합니다
파리 멜라노가스터		per[S], per[L], iso31(야생형)	우리의 분석은 모든 일주기 주기의 파리 돌연변이체로 수행할 수 있습니다