Het slaapvernietigende apparaat: een zeer efficiënte methode om drosophila te beroven

Summary

Slaaptekort is een krachtig hulpmiddel om de slaapfunctie en -regulatie te onderzoeken. We beschrijven een protocol om Drosophila te ontnemen met behulp van het Slaapvernietigend Apparaat en om de mate van rebound slaap veroorzaakt door deprivatie te bepalen.

Abstract

Slaaphomeostase, de toename van slaap waargenomen na slaapverlies, is een van de bepalende criteria die worden gebruikt om slaap in het hele dierenrijk te identificeren. Als gevolg hiervan zijn slaapgebrek en slaapbeperking krachtige hulpmiddelen die vaak worden gebruikt om inzicht te geven in de slaapfunctie. Niettemin zijn slaapgebreksexperimenten inherent problematisch omdat de deprivatieprikkel zelf de oorzaak kan zijn van waargenomen veranderingen in fysiologie en gedrag. Dienovereenkomstig moeten succesvolle slaapgebrekstechnieken dieren wakker houden en idealiter resulteren in een robuuste slaaprebound zonder ook een groot aantal onbedoelde gevolgen te veroorzaken. Hier beschrijven we een slaaptekorttechniek voor Drosophila melanogaster. Het Sleep Nullifying Apparatus (SNAP) dient elke 10s een stimulus toe om negatieve geotaxis te induceren. Hoewel de stimulus voorspelbaar is, voorkomt de SNAP effectief >95% van de nachtrust, zelfs bij vliegen met een hoge slaapdrift. Belangrijk is dat de daaropvolgende homeostatische respons sterk lijkt op die bereikt met behulp van handdeprivatie. De timing en afstand van de stimuli kan worden aangepast om slaapverlies te minimaliseren en zo niet-specifieke effecten van de stimulus op fysiologie en gedrag te onderzoeken. De SNAP kan ook worden gebruikt voor slaapbeperking en om opwindingsdrempels te beoordelen. De SNAP is een krachtige slaapverstoringstechniek die kan worden gebruikt om de slaapfunctie beter te begrijpen.

Introduction

Slaap is bijna universeel bij dieren, maar de functie ervan blijft onduidelijk. Slaaphomeostase, de compenserende toename van slaap na slaapgebrek, is een bepalende eigenschap van slaap, die is gebruikt om slaaptoestanden te karakteriseren bij een aantal dieren^1,2,3,4,5.

Slaap in de vlieg heeft veel overeenkomsten met de menselijke slaap, waaronder een robuuste homeostatische reactie op slaapverlies^4,5. Talrijke studies v....

Protocol

1. Experimentele voorbereiding

1. Verzamel vliegen terwijl ze in flesjes eclose komen en mannelijke en vrouwelijke vliegen scheiden.
   OPMERKING: Slaapexperimenten worden vaak uitgevoerd met vrouwelijke vliegen. Het is belangrijk om maagdelijke vrouwtjes te verzamelen. Gepaarde vrouwtjes leggen eieren die uitkomen in larven die de analyse van de gegevens bemoeilijken.
2. Huisvliegen van een enkel geslacht in groepen van <20.
   OPMERKING: Huisvestingsvliegen in een sociaal verrijkte omgeving (groepen van >50) moduleert slaapaandrijving^6,13 potentieel verstorende metingen van rebound-slaap. Verde....

Results

Canton S (Cs) werd gebruikt als een wild-type stam. Vliegen werden gehouden op een 12 uur licht: 12 uur donker schema, en slaap beroofd voor 12 uur 's nachts. Inspectie van de slaapprofielen van Cs-vliegen op de baselinedag (bs), slaapgebreksdag (sd) en twee hersteldagen (rec1 en rec2) (Figuur 2A) suggereert dat vliegen effectief slaapgebrek hadden in de SNAP en overdag herstelden in overeenstemming met waargenomen rapporten in de literatuur^.......

Discussion

Slaap in Drosophila werd onafhankelijk gekenmerkt in 2000, door twee groepen^4,5. In deze baanbrekende studies werden vliegen beroofd van slaap door zachte behandeling (d.w.z. handgebrek) en bleek ze een robuuste homeostatische reactie op nachtelijk slaapgebrek te vertonen. Belangrijk is dat het bij elk slaapgebreksexperiment cruciaal is om te controleren op mogelijke verstorende effecten van de methode die wordt gebruikt om het dier wakker te houden. Han.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Locomotor activity tubes
Fisher Tissue Prep Wax	Thermo Fisher	13404-122	Wax used for sealing tubes
Glass tubes	Wale Apparatus	244050	We cut 5mm diameter Pyrex glass tubes into 65mm long tubes to record sleep. Pre-cut tubes can also be purchased.
Nutri Fly Bloomington Formulation fly food	Genesee Scientific	66-113	Labs might use their own fly food recipe. It is important that sleep be recorded on the same food that flies were reared in.
Rotary glass cutting tool	Dremel Multi Pro	395	Used to cut 65mm long glass tubes
Monitoring Sleep
DAM System and DAMFileScan software	Trikinetics		Software used to acquire data from DAM monitors and save the acquired data in an appropriate format
Data acquisition computer	Lenovo	Idea Centre AIO3	A equivalent computer from any manufacturer can substitute
Drosophila Activity Monitors	Trikinetics	DAM2	These monitors are used to record flies' locomotor activity
Environment Monitor	Trikinetics	DEnM	Not essential, but an easy way to monitor environmental conditions in the chamber where sleep is recorded
Light Controller	Trikinetics	LC4	A convenient way to control the timing of when the SNAP is turned on and off
Power Supply Interface Unit for DAM	Trikinetics	PSIU-9	Required for data acquisition computers to record Trikinetics locomotor acitvity data
RJ11 connector	7001-64PC	Multicomp	DAM monitors accept RJ11 jacks
Splitters	Trikinetics	SPLT5	Used to connect upto 5 DAM monitors
Telephone cable wire	Radioshack	278-367	Phone cables to acquire data from DAM monitors
Sleep Deprivation
Power supply	Gw INSTEK	GPS-30300	Power supply for the SNAP
Sleep Nullifying Apparatus	Washington University School of Medicine machine shop