이 콘텐츠를 보려면 JoVE 구독이 필요합니다. 로그인하거나 오늘 무료 평가판을 시작하세요.

방법 논문

Circadian Rave 시스템: 모든 조명 기반 실험을 위한 저렴하고 오픈 소스이며 구축하기 쉬운 시스템

698 조회수

⸱

DOI:

10.3791/68611

⸱

2025년 9월 26일

 ,  ,  ,  ,  ,  , 
1School of Biochemistry, University of Bristol, 2School of Physiology, Pharmacology, and Neuroscience, University of Bristol, 3Neuroscience and Mental Health Innovation Institute, School of Biosciences, Cardiff University

이 논문에서

요약

여기에서는 여러 복잡한 조명 체제를 관리하기 위한 Arduino 기반 발광 다이오드(LED) 컨트롤러인 Circadian Rave System을 구축, 프로그래밍 및 실행하기 위한 프로토콜에 대해 설명합니다.

초록

조명의 정밀한 제어는 모든 생물 과학에서 광범위하게 응용되지만 일주기 연구보다 더 큰 응용 분야는 없습니다. 지구상의 생명체는 24시간 태양일에 동조하는 생리학과 행동의 내인성 조절자인 일주기 시계를 진화시켰습니다. 시계를 연구하기 위해 연구자들은 일주기 리듬을 동행하기 위해 빛이나 온도의 실험적 조작에 의존합니다. 현재 대부분의 실험실에서는 상업적으로 이용 가능하거나 사내에서 제작한 조명 장비를 사용하여 자연적인 주야간 사이클링을 모방하거나 방해합니다. 이러한 시스템은 프로그래밍 가능성과 정밀도가 제한되어 있고 표준화가 부족하며 경우에 따라 경제성이 있습니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 우리는 여러 개의 독립적인 라이트 박스를 정밀하게 제어할 수 있는 맞춤형 소프트웨어 및 하드웨어 패키지인 Circadian Rave System을 개발했습니다. 우리는 이 시스템을 사용하여 향후 연구를 표준화할 수 있도록 자세한 하드웨어 빌드 가이드와 함께 소프트웨어를 오픈 소스로 만들었습니다. 이 시스템의 기능과 일주기 실험에서의 유용성을 입증하기 위해 우리는 다양한 빛 패러다임에서 초파리 의 수명과 활동을 측정하여 빛 조작을 통한 일주기 동기화와 중단을 보여주었습니다. 결론적으로, 우리는 전자 또는 프로그래밍에 대한 최소한의 사전 지식만으로도 모든 연구원이 사내에서 구축할 수 있는 표준화되고 확장 가능하며 저렴한 조명 시스템을 개발했습니다.

서론

빛의 정밀한 제어는 동물과 관련된 거의 모든 실험에서 매우 중요합니다. 이러한 동물의 실험실 사육을 위해 복잡한 밝고 어두운 순환 체제를 프로그래밍할 수 있는 용량이 제한된 상업적으로 이용 가능한 인큐베이터를 구입할 수 있습니다. 복잡한 조명 체제를 프로그래밍하는 능력은 많은 연구 분야에 필요하지만 일주기 연구에서는 매우 중요합니다. 태양일에 연행되는 일주기 시계는 곤충에서 포유류에 이르기까지 생리학과 행동의 변화를 조절하는 내인성 진동기입니다1. 이처럼 일주기 연구는 발달2, 면역3, 인간 질병 병리학4 등 생물학 연구의 많은 분야에 스며들기 시작했습니다. 일주기 시계에 대한 연구는 타이밍, 강도 및 사이클링의 정밀한 제어를 통해 시계를 조작하거나 심지어 방해하기 위해 빛이나 온도를 사용하는 데 크게 의존합니다 5,6. 현재 일주기 실험에 사용하기 위해 이러한 변수를 제어하는 저렴하고 확장 가능하며 표준화된 시스템이 필요합니다.

내인성 일주기 시계를 조작하는 것 외에도 특정 파장의 빛을 사용하여 생체 내 및 시험관 내에서 이식 유전자의 발현을 제어하는 다양한 광유전학 도구가 개발되었습니다. 예를 들어, Drosophila melanogaster의 엄청난 유전적 다루기 쉬움으로 인해 연구자들이 사용할 수 있는 많은 광유전학적 도구가 탄생했습니다. 예를 들어, Gal4 전사 인자의 빛에 민감한 shineGal4 변이체는 청색광에 노출되면 활성화될 수 있으며 많은 실험실에서 일상적으로 사용되는 도구입니다 7,8,9. 연구자들은 조명을 수동으로 켜거나 레이저 유도를 통해 빛의 변화를 달성하는 경향이 있지만 두 방법 모두 실험 설계 및 구현 중에 물류 및 기술적 제약을 초래할 수 있습니다. 빛의 시작, 중지, 특정 파장, 사이클링 및 강도(선량)를 프로그래밍하는 기능은 매우 이점이 있을 것입니다.

연구자들이 조명 조건을 완벽하게 제어할 수 있도록 CRS(Circadian Rave System)를 설계했습니다. 이는 연구원이 구축하고 조정할 수 있는 대안적이고 저렴한 DIY(Do-It-Yourself) 시스템으로, 조명 체제를 완전히 맞춤화할 수 있습니다. 이 시스템은 최대 6개의 독립적인 LED 채널을 제어할 수 있는 Arduino 마이크로컨트롤러에 의존하여 시스템을 저렴하고 확장 가능하게 만듭니다. 아두이노와 같은 마이크로컨트롤러는 사용 편의성 때문에 많은 DIY 실험실 장비를 만드는 데 성공적으로 사용되었습니다 10,11,12. 이 시스템은 기존 인큐베이터에서 사용할 수 있으며 일반적인 실험 온도에서 성공적으로 테스트되어 광범위한 기능(4-37°C)을 제공합니다. 사용자는 여러 운영 체제용으로 개발된 맞춤형 오픈 소스 소프트웨어를 통해 CRS를 프로그래밍할 수 있습니다. 이 소프트웨어에는 사용하기 쉬운 사용자 인터페이스가 있어 복잡한 조명 체제를 프로그래밍하여 태양광 패턴을 보다 밀접하게 모방할 수 있습니다. 이러한 맞춤형 조명 체제를 생성, 저장 한 다음 나중에 마이크로컨트롤러에 로드할 수 있으므로 이전에 생성된 조명 체제 세트를 사용하여 실험 설정 중 시간을 절약할 수 있습니다. 장치가 프로그래밍되면 컴퓨터에서 분리할 수 있으므로 조명 체제를 실행하기 위해 전용 컴퓨터가 필요한 기존 시스템에 비해 확장성이 가능합니다. CRS의 신뢰성을 테스트하기 위해 다양한 CRS 생성 조명 체제에 노출된 초파리에 대한 수명 및 활동 분석을 수행했습니다. CRS는 몇 달 동안 지속적으로 여러 조명 체제를 안정적으로 실행하는 것으로 밝혀졌습니다.

액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.

프로토콜

1. CRS 구축

참고: CRS는 연구원이 사내에서 구축하도록 설계되었으므로 모든 구성 요소는 여러 공급업체에서 상업적으로 구할 수 있습니다(재료 표). 예외는 PCB 인쇄 전문가가 상업적으로 생산하거나 저자에게 연락하여 상업적으로 생산해야 하는 인쇄 회로 기판(PCB)입니다. 상용 프로덕션의 경우 Gerber 파일은 GitHub 저장소(@Trincatalyst/CRS/Hardware/gerber/microcontroller_PCB)에 있습니다. 대학 공학부에는 일반적으로 PCB 인쇄 시설이 있습니다. 다음은 단일 CRS 장치를 구축, 품질 검사 및 프로그래밍하는 방법에 대한 자세한 지침입니다.

  1. 회로 조립
    1. 상단 실장: 전기 부품을 마이크로컨트롤러 PCB에 납땜합니다. Arduino A1 커넥터 핀은 하단에 장착된 유일한 구성 요소입니다. PCB에 구성 요소를 배치하는 것은 PCB의 문자 번호 라벨링에 해당합니다(표 1). 멀티미터로 납땜된 연결을 테스트합니다.
    2. A1 연결을 사용하여 조립된 PCB의 하단에 Arduino를 삽입합니다.
    3. LED 또는 LED 스트립을 12V 케이블 와이어(최소 1m 길이 권장)에 납치하고 12V 와이어의 양극 및 음극 끝을 PCB 단자대에 나사로 고정한 다음 드라이버로 제자리에 고정합니다.
      알림: 맞춤형 LED PCB(@Trincatalyst/CRS/하드웨어/거버/LED_PCB)는 LED 스트립의 대안으로 사용할 수 있습니다. 각 LED PCB에는 단일 LED가 있습니다. 이는 알려진 개별 방출 스펙트럼을 가진 LED를 사용할 수 있는 이점을 제공합니다.
    4. 6개의 채널 각각에 대해 1.1.3단계를 반복합니다.
      알림: LED 스트립을 사용하는 경우 각 LED 채널은 최대 400mA의 전류를 처리할 수 있으며 이는 최대 20개의 LED(각각 20mA)에 해당합니다. 따라서 이 시스템은 6개의 출력 채널 각각에 최대 20개의 LED가 연결된 5V LED 스트립과 함께 사용하도록 설계되었습니다.
  2. CRS 인클로저 구축
    1. 회로의 안전과 수명을 보장하기 위해 CRS(PCB 및 Arduino)를 동봉합니다.
      참고: GitHub 리포지토리에는 PLA와 ABS 모두에서 성공적으로 인쇄된 3D 프린팅 가능한 인클로저가 있어 장치(@Trincatalyst/CRS/하드웨어/CRS_enclosure)를 보호합니다.
  3. LED 인클로저
    1. LED를 인큐베이터에 직접 통합하여 기존 조명 설정을 대체하거나 단일 인큐베이터에 적층할 수 있는 맞춤형 인클로저에 배치할 수 있습니다(그림 1).
    2. 맞춤형 인클로저는 확장성 향상, 경제성 및 공간 요구 사항 감소의 이점을 제공합니다. 팁 박스와 같은 실험실 플라스틱을 재활용하면 비용을 더욱 절감할 수 있습니다(그림 1D). 빛 누출을 방지하기 위해 절연 테이프로 재활용 상자를 "검게 칠"하십시오. 그러나 보다 내구성 있는 솔루션을 위해 성공적으로 테스트된 아크릴 기계 인클로저(@Trincatalyst/CRS/Hardware/LED_enclosure)를 사용합니다.
      알림: 누출로 인해 병렬로 실행되는 다른 주변 실험이 혼란스러워질 수 있으므로 인클로저가 차광인지 테스트하고 작은 용기에 LED 스트립을 사용하는 경우 LED가 내부 용기 온도를 높이지 않는지 테스트하십시오.
  4. CRS에 펌웨어 설치
    1. definition.h 및 CircadianRaveSystem.ino 파일의 두 파일로 구성된 CRS 펌웨어를 다운로드합니다. 둘 다 GitHub 저장소(@Trincatalyst/CRS/Software/PCB_firmware)에서 찾을 수 있습니다.
    2. www.arduino.cc/software 에서 Arduino 통합 개발 환경(IDE) 소프트웨어를 다운로드하여 설치합니다.
    3. USB 리드를 통해 Arduino를 컴퓨터에 연결하고 Arduino IDE 내에서 올바른 Arduino 통신(COM) 포트를 선택하고 연결을 설정합니다.
      알림: 펌웨어 구성 중에 Arduino를 PCB 회로에 연결할 필요가 없습니다.
    4. 그런 다음 파일 > 열기 로 이동하여 definition.h 및 CircadianRaveSystem.ino 파일이 포함된 폴더를 선택합니다.
    5. 새 IDE 창이 열리면 확인 을 클릭한 다음 업로드합니다. 그러면 Arduino에 펌웨어가 설치됩니다. 출력 터미널은 완료 출력을 표시해야 합니다.
    6. 이제 CRS로 사용할 준비가 된 Arduino를 분리합니다.
  5. CRS 전원 켜기
    1. PCB 전원 배럴에 2.5A 용량의 5V 전원 공급 장치를 삽입하여 CRS에 전원을 공급합니다.
      알림: 각 LED 채널은 최대 400mA 전류를 처리하도록 설계되었으며, 이는 각각 20mA에서 최대 20개의 LED에 해당합니다. 이 시스템은 6개의 출력 채널 각각에 최대 20개의 LED가 부착된 5V LED 스트립과 함께 사용하도록 설계되었습니다. PCB에는 3A 연속 전류에서 트리거되는 과전압 및 과전류 보호 장치가 장착되어 있거나 사용자가 6.2V를 초과하는 전원 공급 장치 전압을 연결하면 전원이 차단됩니다.
  6. 품질 테스트 CRS
    1. CRS로 실험을 실행하기 전에 CRS에 연결된 각 LED/LED 스트립이 최소 2일 동안 안정적으로 작동하는지 테스트하십시오. 이렇게 하려면 GitHub 리포지토리(@Trincatalyst/CRS/Software/Test/CRS_test_2days.txt)에 있는 CRS_test_profile.txt 파일을 실행하거나 CRS 소프트웨어 내에서 조명 체제를 설계합니다. 프로파일 로드 단계 2.6에는 CRS_test_2days.txt 파일을 실행하는 방법에 대한 지침이 있습니다.

2. 실험 실행

  1. 다음 단계에 따라 복잡한 조명 체제를 프로그래밍, 실행 및 확인할 수 있는 CRS 소프트웨어를 설치하십시오.
  2. CRS 소프트웨어 설치
    1. GitHub 리포지토리(@CRS/CRS_software)에서 직접 CRS 소프트웨어를 다운로드합니다.
      참고: 이 소프트웨어는 철저한 테스트를 거쳤으며 다음 운영 체제와 완벽하게 호환됩니다.
      Windows 10 및 11의 경우 @Trincatalyst/CRS/Software/bin/Circadian-Rave-System-v1.2-win.zip를 다운로드합니다.
      macOS Ventura의 경우 @Trincatalyst/CRS/Software/bin/Circadian-Rave-System-v1.2-win.zip를 다운로드합니다.
    2. 다운로드한 CRS 소프트웨어를 찾아 엽니다. 그러면 설치가 시작되고 완료되면 사용할 수 있습니다.
      참고: 소프트웨어 위치를 더 쉽게 액세스할 수 있는 폴더로 변경하는 것이 좋습니다.
  3. CRS 장치에 연결
    1. CRS의 전원을 켭니다.
    2. FTDI(Future Technology Devices International) 케이블을 사용하여 CRS 소프트웨어가 사전 설치된 컴퓨터에 CRS 장치를 연결합니다.
    3. CRS 소프트웨어를 연 다음 View 탭에서 Select Port(포트 선택) 드롭다운 메뉴를 클릭하고 CRS를 선택하면 연결되면 6개의 LED 테이블이 모두 업데이트됩니다. 실험이 실행 중인 경우 각 프로필이 그에 따라 업데이트됩니다. 이제 각 CRS LED를 프로그래밍할 준비가 되었습니다.
  4. CRS 프로그래밍
    참고: CRS는 일주기 실험을 염두에 두고 설계되었으며 가능한 한 많은 관련 기능이 추가되었습니다. 예를 들어, 일반적인 복잡한 실험에는 며칠에 걸친 빛 동조가 필요하고 며칠 동안 어둠 속에서 더 많은 동조가 필요할 수 있습니다.
    1. 실험 전에 CRS에서 실험을 완전히 프로그래밍합니다. LED 탭 1-6을 사용하여 6개의 출력 채널 각각에서 각 LED/LED 스트립을 독립적으로 프로그래밍합니다(그림 1B). 각 LED 탭 내에서 프로그래밍된 조명 체제의 그래픽 표현을 찾아 프로그래밍 중에 참조로 사용하십시오.
    2. 조명 체제는 세 가지 단계로 나뉘며 각 단계에는 조명 강도와 지속 시간이 설정될 수 있습니다. 1단계와 3단계는 순환을 수행하며 서로 다른 LED 채널 간의 동기화 단계 역할을 할 수 있습니다., 즉, 서로 다른 시간에 LED 인클로저에 샘플을 로드할 수 있습니다. 일반적으로 24시간 동안 프로그래밍된 사이클링 토글을 사용하여 2단계를 반복합니다.
    3. T1, T2, T3 및 T4의 광도와 지속 시간을 전환하여 복잡한 조명 영역이 생성됩니다. T1과 T3는 빛의 강도를 높이고 낮추는 중간체 역할을 하여 자연적인 낮과 빛의 순환을 더 가깝게 모방합니다. 프로그램이 설정되면 저장하고 실행합니다.
      알림: 프로그래밍된 조명 체제가 실행 중일 때 그래픽 체제가 그에 따라 업데이트되고 보기 탭이 업데이트됩니다.
  5. 라이트 프로파일의 보관 및 로딩
    1. 실험 사이에 반복되는 조명 영역의 경우 저장 버튼을 사용하여 프로파일을 저장하면 프로파일이 CRS에서 읽을 수 있는 txt 파일로 변환됩니다.
    2. 로드 버튼을 사용하여 이전에 저장한 프로필을 CRS에 로드하여 향후 프로그래밍을 가속화합니다.
  6. 프로파일 로드 및 실행
    1. 테스트를 위해 각 LED 스트립에 대한 테스터 프로필을 동시에 실행합니다. LED 탭으로 이동하여 로드 프로필을 클릭한 다음 CRS_test_profile.txt을 클릭합니다.
    2. Program( 프로그램) 을 클릭하여 프로파일을 CRS에 업로드합니다. 그래프는 프로필 통계와 함께 업데이트되어야 합니다.
    3. 시작을 클릭하면 그래프가 실행 진행률에 따라 실시간으로 업데이트됩니다. 6개의 LED 프로파일 모두에 대해 이 작업을 반복합니다.
  7. CRS 하드웨어에서 연결 끊기
    1. 보기 탭에 있는 연결 끊기 버튼을 사용하여 연결을 끊습니다. 이제 FTRI 리드를 안전하게 제거하십시오.
  8. 실험 진행 상황 확인
    1. CRS가 실행되는 동안 조명 체제의 상태를 확인하려면 CRS 소프트웨어를 연 다음 View(보기 ) 탭에서 Select Port(포트 선택 ) 드롭다운 메뉴를 클릭하고 CRS를 선택합니다. 보기 탭에는 6개의 LED 탭 모두에 대한 모든 현재 정보가 있습니다. 앞에서 설명한 대로 연결을 끊습니다.

액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.

결과

CRS 개요
CRS는 하드웨어와 소프트웨어의 조합으로, 사용자는 장치당 최대 6개의 독립적인 LED 스트립에 대해 복잡한 조명 체계를 프로그래밍할 수 있습니다(그림 1A). 소프트웨어는 GitHub 저장소(@Trincatalyst/CRS/Software)에서 쉽게 다운로드할 수 있으며 소프트웨어의 메인 페이지에서 자세한 사용 지침을 찾을 수 있습니다(그림 1B). 하드웨어는 저렴하고 누구나 쉽게 구축할 수 있도록 설계되었으며 전자 제품에 대한 사전 지식이 필요하지 않습니다(그림 1C). 구성 요소는 선호하는 공급업체에서 공급할 수 있지만 성공적으로 테스트하고 사용한 소스를 나열했습니다(재료 표). 상업적으로 구입할 수 없는 유일한 구성 요소는 마이크로컨트롤러와 선택적 LED PCB이지만 둘 다 상업용 PC...

액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.

토론

빛이 생리학과 행동에 어떤 영향을 미치는지 조사하려면 일반적으로 여러 조건이 병렬로 실행되는 복잡한 조명 일정이 필요합니다. 빛 노출의 타이밍과 강도를 정밀하게 제어하는 것도 이러한 일주기 실험에서 신뢰할 수 있고 재현 가능한 데이터를 위한 핵심입니다. 빛 순환은 기계식 타이머 플러그에 연결된 시중에서 판매되는 인큐베이터 또는 LED를 사용하여 달성할 수 있습니다. 그러나 이러한 시스템은 복잡한 조명 순환 매개변수를 프로그래밍하는 기능이 제한적이거나 전혀 제공되지 않으며 사용자가 수동으로 설정을 변경해야 하는 경우가 많습니다. CRS는 초파리 및 제브라피쉬(Danio rerio)와 같은 모델 유기체의 가벼운 연행을 가능하게 하는 간단하고 저렴한 솔루션입니다. 현재 일부 시스템이 존재하지만 각각 사용의 장점과 단점이 있습니다. 예를 들어, 하나의 시스템은 광범위한 광 파장을 제어할 수 있는 기능을 제공하지만, 장치

액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.

공개 사항

저자는 공개할 것이 없습니다

감사의 글

DAM 시스템 및 설정 지침을 사용해주신 Edgar Buhl 박사와 James Hodge 교수에게 감사의 말씀을 전합니다. 또한 CRS 개발에 대한 지원과 지도에 대해 Paul Martin 교수에게도 감사의 말씀을 전하고 싶습니다. 이 작업은 Paul Martin 교수에게 수여된 BBSRC 보조금 BB/T001984/1의 지원을 받았습니다.

액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.

재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
0.1 & 마이크로; F 세라믹 커패시터파넬 2507749수량 = 2
100k&오메가; 축 방향 THT 저항기 250 mW파넬 3951804수량 = 6
100 & 오메가; 축 방향 THT 저항기 250 mW파넬 3496799수량 = 6
1 & 마이크로; F 세라믹 커패시터파넬 2819603수량 = 2
2.54 mm 피치 스루홀 헤더 수평 마운트 - FTDI 파넬 3756363수량 = 6
Arduino 헤더 10 방향파넬 1593417수량 = 1
Arduino 헤더 3방향파넬 1593412수량 = 1
Arduino 헤더 8방향파넬 1593416수량 = 1
아두이노 우노 R3아두이노 A000066수량 = 1
배럴 잭파넬 224959수량 = 1
Circadian Rave 시스템 PCB마틴 랩마틴 랩1(LED PCB가 있는 스트립 120개 또는 LED 부품 1개)
다이오드 파넬 4245041수량 = 1
eFuse 회로 보호파넬 4178928수량 = 1
FTDI 케이블파넬 2419945수량 = 1
LEDRS 855-5933LED PCB가 있는 스트립 120개 또는 LED 부품 1개
전원 공급 장치 15W파넬 2815857수량 = 1
나사 단자 파넬 2314973수량 = 6
ST Microelectronics N채널 MOSFET STP30NF10파넬 9946403수량 = 6

참고문헌

  1. Takahashi, J. S. Transcriptional architecture of the mammalian circadian clock. Nat Rev Genet. 18 (3), 164-179 (2017).
  2. Vallone, D., Lahiri, K., Dickmeis, T., Foulkes, N. S. Start the clock! Circadian rhythms and development. Dev Dyn. 236 (1), 142-155 (2007).
  3. Curtis, A. M., Bellet, M. M., Sassone-Corsi, P., O'neill, L. A. Circadian clock proteins and immunity. Immunity. 40 (2), 178-186 (2014).
  4. Kondratova, A. A., Kondratov, R. V. The circadian clock and pathology of the ageing brain. Nat Rev Neurosci. 13 (5), 325-335 (2012).
  5. Du, L. Y., et al. The innate immune cell response to bacterial infection in larval zebrafish is light-regulated. Sci Rep. 7 (1), 12657(2017).
  6. Foster, R. G., Hughes, S., Peirson, S. N. Circadian photoentrainment in mice and humans. Biology (Basel). 9 (7), 180(2020).
  7. Duffy, J. B. Gal4 system in Drosophila: A fly geneticist's Swiss army knife. Genesis. 34 (1-2), 1-15 (2002).
  8. Qian, Y., Li, T., Zhou, S., Chen, X., Yang, Y. A single-component optogenetic Gal4-UAS system allows stringent control of gene expression in zebrafish and Drosophila. ACS Synth Biol. 12 (3), 664-671 (2023).
  9. Di Pietro, F., et al. Rapid and robust optogenetic control of gene expression in Drosophila. Dev Cell. 56 (24), 3393-3404.e7 (2021).
  10. Ragazzini, G., et al. A fully integrated Arduino-based system for the application of stretching stimuli to living cells and their time-lapse observation: A do-it-yourself biology approach. Ann Biomed Eng. 49 (9), 2243-2259 (2021).
  11. Repina, N. A., et al. Engineered illumination devices for optogenetic control of cellular signaling dynamics. Cell Rep. 31 (10), 107737(2020).
  12. Mclean, K. M., Pasulka, A. L., Bockmon, E. E. A low-cost, accessible, and high-performing Arduino-based seawater pH control system for biological applications. HardwareX. 10, e00247(2021).
  13. Kouser, S., Shakunthala Palaksha, V. Study on fitness of Drosophila melanogaster in different light regimes. Biol Rhythm Res. 45 (2), 293-300 (2014).
  14. Sheeba, V., Sharma, V. K., Shubha, K., Chandrashekaran, M. K., Joshi, A. The effect of different light regimes on adult life span in Drosophila melanogaster is partly mediated through reproductive output. J Biol Rhythms. 15 (5), 380-392 (2000).
  15. Allemand, R., Cohet, Y., David, J. Increase in the longevity of adult Drosophila melanogaster kept in permanent darkness. Exp Gerontol. 8 (5), 279-283 (1973).
  16. Vollmers, C., et al. Time of feeding and the intrinsic circadian clock drive rhythms in hepatic gene expression. Proc Natl Acad Sci U S A. 106 (50), 21453-21458 (2009).
  17. Ogueta, M., Rodriguez, L. G. Open source LED controller for circadian experiments. bioRxiv. , (2018).
  18. Truong, V. H., Myung, J. Locobox: Modular hardware and open-source software for circadian entrainment and behavioral monitoring in home cages. Sensors (Basel). 23 (23), 9469(2023).
  19. Zhang, K., Timilsina, S., Waguespack, M., Kercher, E. M., Spring, B. Q. An open-source LED array illumination system for automated multiwell plate cell culture photodynamic therapy experiments. Sci Rep. 12 (1), 19341(2022).
  20. Benman, W., et al. High-throughput feedback-enabled optogenetic stimulation and spectroscopy in microwell plates. Commun Biol. 6 (1), 1192(2023).
  21. Walmsley, L., et al. Colour as a signal for entraining the mammalian circadian clock. Plos Biology. 13 (4), e1002127(2015).
  22. Steel, L. C. E., Tam, S. K. E., Brown, L. A., Foster, R. G., Peirson, S. N. Light sampling behaviour regulates circadian entrainment in mice. BMC Biol. 22 (1), 208(2024).
  23. West, K. E., et al. Blue light from light-emitting diodes elicits a dose-dependent suppression of melatonin in humans. J Appl Physiol (1985). 110 (3), 619-626 (2011).
  24. Gooley, J. J., et al. Exposure to room light before bedtime suppresses melatonin onset and shortens melatonin duration in humans. J Clin Endocrinol Metab. 96 (3), E463-E472 (2011).
  25. Steindal, I. A. F., Whitmore, D. Zebrafish circadian clock entrainment and the importance of broad spectral light sensitivity. Front Physiol. 11, 1002(2020).
  26. Lockley, S. W., Brainard, G. C., Czeisler, C. A. High sensitivity of the human circadian melatonin rhythm to resetting by short wavelength light. J Clin Endocrinol Metab. 88 (9), 4502-4505 (2003).
  27. Villamizar, N., Vera, L. M., Foulkes, N. S., Sanchez-Vazquez, F. J. Effect of lighting conditions on zebrafish growth and development. Zebrafish. 11 (2), 173-181 (2014).
  28. Zhang, S., et al. Signalling entrains the peripheral circadian clock. Cell Signal. 69, 109433(2020).
  29. Wheeler, D. A., Hamblen-Coyle, M. J., Dushay, M. S., Hall, J. C. Behavior in light-dark cycles of drosophila mutants that are arrhythmic, blind, or both. J Biol Rhythms. 8 (1), 67-94 (1993).
  30. Pemmari, A., et al. Widespread regulation of gene expression by glucocorticoids in chondrocytes from patients with osteoarthritis as determined by RNA-Seq. Arthritis Res Ther. 22 (1), 271(2020).
  31. Kathirvel, K., et al. Short and long-term effect of dexamethasone on the transcriptome profile of primary human trabecular meshwork cells in vitro. Sci Rep. 12 (1), 8299(2022).

액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.

재인쇄 및 허가

태그

서카디언 연구서카디언 리듬조명 제어오픈 소스 하드웨어초파리 활동성빛 조절서카디언 동기화저비용 조명 시스템생체 시계
문의하기
도서관에 추천하기

개인정보 처리방침

이용 약관

정책

저작권 © 2026 MyJoVE Corporation. 모든 권리 보유.