Method Article

Aparat do niwelowania snu: wysoce skuteczna metoda pozbawiania snu Drosophila

DOI:

10.3791/62105

⸱

December 14th, 2020

 ,  ,  ,  , 
1Department of Neuroscience, Washington University School of Medicine

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Deprywacja snu to potężne narzędzie do badania funkcji i regulacji snu. Opisujemy protokół pozbawiania snu Drosophila za pomocą aparatu do neutralizacji snu oraz określania zakresu snu z odbicia wywołanego deprywacją.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Homeostaza snu, wzrost snu obserwowany po utracie snu, jest jednym z kryteriów definiujących sen w całym królestwie zwierząt. W konsekwencji deprywacja snu i ograniczenie snu są potężnymi narzędziami, które są powszechnie używane do zapewnienia wglądu w funkcje snu. Niemniej jednak eksperymenty z deprywacją snu są z natury problematyczne, ponieważ sam bodziec deprywacyjny może być przyczyną obserwowanych zmian w fizjologii i zachowaniu. W związku z tym skuteczne techniki pozbawiania snu powinny utrzymywać zwierzęta w stanie czuwania, a w idealnym przypadku skutkować solidnym odbiciem snu bez wywoływania dużej liczby niezamierzonych konsekwencji. Tutaj opisujemy technikę deprywacji snu dla Drosophila melanogaster. Aparat Neutralizujący Sen, SNAP (Sleep Nullifying Apparatus) podaje bodziec co 10 sekund, aby wywołać negatywną geotaksję. Chociaż bodziec jest przewidywalny, SNAP skutecznie zapobiega >95% snu w nocy, nawet u much z wysokim popędem snu. Co ważne, późniejsza odpowiedź homeostatyczna jest bardzo podobna do tej osiąganej przy użyciu deprywacji rąk. Czas i odstępy między bodźcami można modyfikować, aby zminimalizować utratę snu, a tym samym zbadać niespecyficzny wpływ bodźca na fizjologię i zachowanie. SNAP może być również używany do ograniczania snu i oceny progów pobudzenia. SNAP to potężna technika zakłócania snu, którą można wykorzystać do lepszego zrozumienia funkcji snu.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Sen jest prawie uniwersalny u zwierząt, jednak jego funkcja pozostaje niejasna. Homeostaza snu, kompensacyjny wzrost snu po braku snu, jest definiującą właściwością snu, która została wykorzystana do scharakteryzowania stanów snu u wielu zwierząt1,2,3,4,5.

Sen w locie ma wiele podobieństw do ludzkiego snu, w tym silną homeostatyczną odpowiedź na utratę snu4,5. Liczne badania nad snem u muchy wykorzystywały deprywację snu zarówno do wnioskowania o funkcji snu poprzez badanie niekorzystnych konsekwencji, które wynikają z przedłużonego czuwania, jak i do zrozumienia regulacji snu poprzez określenie mechanizmów neurobiologicznych kontrolujących homeostatyczną regulację snu. Wykazano zatem, że muchy pozbawione snu wykazują upośledzenie uczenia się i pamięci6,7,8,9,10,11,12, plastyczność strukturalna13,14,15, wizualny UWAGA16, powrót do zdrowia po urazie neuronów17,18, kojarzenie i zachowania agresywne19,20, proliferacja komórek21, oraz reakcje na stres oksydacyjny22,23 żeby wymienić tylko kilka. Co więcej, badania nad neurobiologicznymi mechanizmami kontrolującymi sen z odbicia dostarczyły krytycznych informacji na temat maszynerii neuronalnej, która tworzy homeostat8,9,23,24,25,26,27,28,29. Wreszcie, oprócz ujawnienia fundamentalnych spostrzeżeń na temat funkcji snu u zdrowych zwierząt, badania nad deprywacją snu dostarczyły również informacji na temat funkcji snu w stanach chorobowych30,31.

Chociaż deprywacja snu jest niezaprzeczalnie potężnym narzędziem, w każdym eksperymencie dotyczącym deprywacji snu ważne jest odróżnienie fenotypów, które wynikają z przedłużonego czuwania, od tych wywołanych przez bodziec używany do utrzymania zwierzęcia w stanie czuwania. Deprywacja snu poprzez deprywację rąk lub delikatne obchodzenie się z nią jest ogólnie uważana za wyznaczającą standard minimalnie zakłócającej deprywacji snu. Tutaj opisujemy protokół dla much pozbawiających snu za pomocą aparatu do niwelowania snu (SNAP). SNAP to urządzenie, które co 10 sekund dostarcza muchom bodźca mechanicznego, utrzymując muchy w stanie czuwania poprzez indukowanie negatywnej geotaksji (Rysunek 1). SNAP skutecznie pozbawia muchy >98% snu w nocy, nawet u much z wysokim popędem snu8,32. SNAP został skalibrowany na muchy wrażliwe na huk, mieszanie much w SNAP nie szkodzi muchom; Deprywacja snu za pomocą SNAP wywołuje odbicie porównywalne z tym, które uzyskuje się w przypadku deprywacji ręcznej7. SNAP jest zatem solidną metodą na pozbawienie much snu przy jednoczesnej kontroli skutków bodźca pobudzającego.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. Przygotowanie eksperymentalne

  1. Zbieraj muchy, gdy zamykają się w fiolkach, oddzielając samce i samice much.
    UWAGA: Eksperymenty ze snem są powszechnie przeprowadzane na samicach much. Ważne jest, aby zbierać dziewicze samice. Kryte samice składają jaja, z których wylęgają się larwy, co komplikuje analizę danych.
  2. Muchy domowe jednej płci w grupach po <20,
    UWAGA: Muchy trzymane w społecznie wzbogaconym środowisku (grupy >50 osób) modulują popęd do snu6,13 potencjalnie myląc pomiary snu z odbicia. Co więcej, po wzbogaceniu społecznym sen będzie się zmniejszał w ciągu kilku dni6. W związku z tym sen wyjściowy nie jest stabilny, co komplikuje analizę snu z odbicia. Trzymanie much w grupach po <20 pozwala uniknąć tego potencjalnego zamieszania.
  3. Muchy należy przechowywać w fiolkach przez 3-5 dni w środowisku o kontrolowanym natężeniu światła i wilgotności.
    UWAGA: Wiek i dojrzałość much silnie wpływają na sen. Sen jest wysoki u jednodniowych much i stabilizuje się w wieku 3-5 dni4. Muchy są zazwyczaj utrzymywane w harmonogramie 12 godzin światła: 12 godzin ciemności przy wilgotności 50%.

2. Przygotowanie lamp do nagrywania snu

UWAGA: Sen jest monitorowany za pomocą monitorów aktywności lokomotorycznej. Monitor może pomieścić 32 muchy umieszczone pojedynczo w rurkach o średnicy 5 mm. Zazwyczaj genotypy analizowane są w grupach po 16 lub 32 muchy.

  1. Przygotuj odpowiednią liczbę tubek z pokarmem dla much na jednym końcu.
    UWAGA: Wiadomo, że dieta i metabolizm wpływają na sen33,34, dlatego szczególnie ważne jest, aby umieszczać muchy na tym samym pokarmie, na którym były hodowane.
  2. Uszczelnij koniec rurek woskiem.
    UWAGA: Brak snu i odbicie to pięciodniowy eksperyment, a żywność może wyschnąć, jeśli nie jest odpowiednio zamknięta. W prawidłowo zamkniętych tubkach żywność może być przechowywana przez 10 dni lub dłużej. Dlatego tak ważne jest, aby upewnić się, że końce rurek są dobrze uszczelnione. Muchy mogą jednak również przykleić się do mokrej karmy. W ten sposób pomaga zrobić probówki na 1-2 dni przed rozpoczęciem eksperymentu.
  3. Pojedynczo umieść budzące, zachowujące się muchy w szklanych rurkach o długości 65 mm do nagrywania snu za pomocą aspiratora i zatkaj końce rurek piankowym korkiem.
    UWAGA: Muchy nigdy nie są ponownie wystawiane na znieczulenie CO2 podczas umieszczania much w rurkach w celu nagrywania snu. Aspirator jest wykonany z gumowej rurki z jednym końcem pokrytym gazą i włożoną do końcówki pipety o pojemności 1 ml.

3. Nagrywanie snu

  1. Załaduj muchy do rurek do monitorów aktywności, aby monitorować sen.
    UWAGA: Monitory SNAP rocks w przód iw tył od -60° do +60° co ~10 s. Monitory są utrzymywane pod kątem -60° przez ~5,9 s; Potrzeba ~2,9 s, aby taca z monitorami przesunęła się z -60° do +60° i ~1 s, aby cofnąć się z +60° do -60°. Długość cyklu można zmieniać w zależności od potrzeb, dostosowując napięcie dostarczane do silnika.
    1. Zadbaj o to, aby rurki były umieszczone w monitorach aktywności we właściwej orientacji. W prawidłowej orientacji koniec rurki z jedzeniem znajduje się w górnej części SNAP, aby zapewnić, że muchy nie zostaną wepchnięte do jedzenia. Dodatkowo końcówka z jedzeniem znajduje się z boku monitora z gniazdem do nagrywania snu. Pozwala to na prawidłową orientację monitorów aktywności w SNAP w celu skutecznego pozbawienia snu przy jednoczesnym monitorowaniu aktywności.
  2. Umieść monitory aktywności w komorze rejestracyjnej, aby monitorować sen.
  3. Monitoruj sen przez co najmniej dwa pełne dni, aby oszacować sen wyjściowy.
    UWAGA: Dzień, w którym muchy są ładowane do monitorów aktywności, jest zwykle wykluczany jako dzień adaptacji, aby umożliwić muchom przystosowanie się do przebywania w rurkach. Sen wyjściowy jest rejestrowany przez co najmniej dwa pełne dni (48 godzin), począwszy od poranka następującego po dniu, w którym muchy są załadowane.
  4. Zapisuj liczniki aktywności ruchowej much w 1-minutowych pojemnikach od czasu świateł w danym dniu do świateł w dniu poprzednim za pomocą oprogramowania do rejestrowania aktywności (np. od 8 rano do 8 rano).
  5. Oszacuj sen na podstawie danych o aktywności lokomotorycznej za pomocą niestandardowych makr, używając 5 minut bezczynności jako progu dla napadu snu35.
    UWAGA: Na podstawie zliczeń aktywności lokomotorycznej oblicza się szereg wskaźników snu. Obejmują one sen w min/h przez 24 godziny, całkowity czas snu w ciągu 24 godzin, średnią i maksymalną długość snu w ciągu dnia i nocy36.

4. Niedobór snu i regeneracja

  1. Ponieważ muchy mogą być pozbawione snu przez różnie długi czas (np. 12 godzin, 24 godziny i 36 godzin), a sen regeneracyjny może być również oceniany w różnych odstępach czasu (np. 6 godzin, 12 godzin, 24 godziny i 48 godzin), czas trwania rekonwalescencji należy określić według potrzeby eksperymentalnej. Regenerację snu można zwizualizować za pomocą wykresu przyrostu/utraty snu lub badając procent odzyskanego snu w określonym przedziale czasu (np. 6 godzin).
  2. Jeśli sen jest stabilny w ciągu dwóch dni wyjściowych, trzeciego dnia umieść monitory aktywności w SNAP w celu pozbawienia snu w nocy.
    UWAGA: Muchy będą wykazywać silne odbicie snu w różnych okresach snu8,32,37,38, ale sen musi być stabilny, aby wiarygodnie ocenić sen z odbicia. Sen jest stabilny, gdy różnica w spaniu między dniami wyjściowymi wynosi ± 100 minut.
  3. Upewnij się, że monitory aktywności są zabezpieczone stykami uchwytu monitora, podłączonymi przewodami monitora i monitorami prawidłowo ustawionymi, z końcem z jedzeniem z tyłu i plastikowymi barierkami z przodu (Rysunek 1).
    UWAGA: SNAP jest zaprojektowany tak, aby krzywka obracała się raz na 10 s (Rysunek 1). Plastikowa wkładka resetuje probówki, popychając rurki do tyłu, gdy urządzenie jest w pozycji "górnej". Resetowanie rurek jest ważne, aby upewnić się, że wszystkie rurki mają pełny zakres ruchu na początku każdego cyklu.
  4. Odłącz monitory aktywności i wyjmij monitory z SNAP natychmiast po zapaleniu się świateł po nocnym braku snu.
    UWAGA: Bardzo ważne jest, aby deprywacja snu została zakończona, a muchy zostały umieszczone w trybie rekonwalescencji natychmiast po zapaleniu się świateł po 12 godzinach nocnego pozbawienia snu. Nawet 20-30 minutowe opóźnienie w umieszczeniu much w stanie rekonwalescencji może zakłócić zakres snu z odbicia.
  5. Umieść muchy w komorze rejestracyjnej, w której będą niepokojone przez dwa dni (48 godzin), aby monitorować sen regeneracyjny.
    UWAGA: Jeśli komora rejestrująca jest używana do innych eksperymentów, należy zachować szczególną ostrożność, aby uniknąć stymulacji powracających do zdrowia much.
  6. Oblicz ilość utraconego snu. Dla każdej pojedynczej muchy należy obliczyć różnicę godzinową między snem uzyskanym podczas niedoboru snu a odpowiadającą mu godziną w linii podstawowej; Zsumuj różnice godzinowe, aby obliczyć całkowitą ilość utraconego snu.
  7. Oblicz ilość odzyskanego snu. Dla każdej pojedynczej muchy obliczyć różnicę godzinową między snem uzyskanym podczas rekonwalescencji a odpowiadającą jej godziną podczas linii bazowej; Zsumuj różnice godzinowe, aby obliczyć całkowity uzyskany sen.
    UWAGA: To, czy mucha jest rzeczywiście pozbawiona snu, jest empiryczne. W związku z tym eksperymentator powinien zbadać procent utraconego snu. Jeśli mucha nie straciła wystarczającej ilości snu, można ją wykluczyć z analizy. Chociaż może to być wymagane w przypadku innych podejść do deprywacji snu, rzadko, jeśli w ogóle, jest wymagane w przypadku SNAP. Częściej sen może nie być stabilny u danej muchy przed rozpoczęciem deprywacji snu. Jeśli sen nie jest stabilny, nie można obliczyć homeostazy. Akceptujemy maksymalną różnicę ± 100 minut snu obliczoną przed rozpoczęciem deprywacji snu jako kandydatów do włączenia. Czasami sen pojedynczej muchy jest nierównomiernie rozłożony w ciągu 24 godzin na dobę (np. niektóre osoby mogą uzyskać 60-70% swojego limitu snu w ciągu dnia, a tym samym stracić tylko niewielką część swojego 24-godzinnego limitu snu, gdy są pozbawione przez 12 godzin w nocy). Muchy te można oceniać oddzielnie.
  8. Oblicz średni odsetek odzyskanego snu (w stosunku do wartości wyjściowej) w ciągu 12 godzin, 24 godzin i 48 godzin okresu rekonwalescencji dla każdego genotypu.
  9. Na podstawie danych dotyczących snu oblicz średnią i maksymalną długość snu w ciągu dnia na linii bazowej oraz dni regeneracji dla każdego genotypu.
    UWAGA: Sen z odbicia u much charakteryzuje się zwiększoną ilością snu i zwiększoną głębokością snu w dniach rekonwalescencji. Konsolidacja snu jest używana jako miara głębokości snu. Progi pobudzenia mogą być również używane jako miara głębokości snu.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Canton S (Cs) był używany jako odmiana typu dzikiego. Muchy były utrzymywane w harmonogramie 12 godzin światło: 12 godzin ciemności i pozbawione snu przez 12 godzin w nocy. Inspekcja profili snu muszek Cs w dniu wyjściowym (bs), dniu deprywacji snu (sd) i dwóch dniach rekonwalescencji (rec1 i rec2) (Rysunek 2A) sugeruje, że muchy były skutecznie pozbawione snu w SNAP i odzyskiwały sen w ciągu dnia zgodnie z raportami obserwowanymi w literaturze

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Sen u Drosophila został niezależnie scharakteryzowany w 2000 roku, w dwóch grupach 4,5. W tych pionierskich badaniach muchy były pozbawione snu przez delikatne obchodzenie się (tj. deprywację rąk) i wykazano, że wykazują silną odpowiedź homeostatyczną na brak snu w nocy. Co ważne, w każdym eksperymencie z deprywacją snu ważne jest, aby kontrolować potencjalne zakłócające skutki metody stosowanej do utrzymania zwierzęcia w stanie czuwania. Badania nad dep...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Ta praca była wspierana przez granty NIH 5R01NS051305-14 i 5R01NS076980-08 dla PJS.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Rurki do aktywności ruchowej
Fisher Tissue Prep WaxThermo Fisher13404-122Wosk używany do uszczelniania rurek
Rurki szklane AparatWale244050Tniemy szkło Pyrex o średnicy 5mm  rurki na rurki o długości 65mm  , aby nagrywać sen. Wstępnie przycięte rury  można również kupić.
Nutri Fly Bloomington Formulation pokarm dla muchGenesee Scientific66-113Labs może używać własnego przepisu na pokarm dla much. Ważne jest, aby sen był rejestrowany na tym samym pokarmie, w którym hodowano muchy.
Obrotowe narzędzie do cięcia szkłaDremel Multi Pro395Służy do cięcia rur szklanych o długości 65 mm 
Monitoring System Sleep
DAM i oprogramowanie DAMFileScanTrikineticOprogramowanie służące do pozyskiwania danych z monitorów DAM i zapisywania pozyskanych danych w odpowiednim formacie
Komputer do akwizycji danychLenovoIdea Centre AIO3Równoważny komputer dowolnego producenta może zastąpić
monitoryaktywności DrosophilaTrikineticsDAM2Monitory te służą do rejestrowania aktywności lokomotorycznej much
Monitor środowiskaTrikineticsDEnMNie jest to niezbędny, ale łatwy sposób na monitorowanie warunków środowiskowych w komorze, w której rejestrowany jest sen
Kontroler światłaTrikineticsLC4Wygodny sposób kontrolowania czasu, kiedy SNAP jest włączany i wyłączany
Moduł interfejsu zasilania dla DAMTrikineticsPSIU-9Wymagane do rejestrowania danych przez komputery do rejestracji danych Trikinetics dane dotyczące aktywności lokomotorycznej
Złącze RJ117001-64PCMulticompDAM monitory akceptują gniazda RJ11
RozgałęźnikiTrikineticsSPLT5Służy do podłączenia do 5 monitorów DAM
Przewód telefonicznegoRadioshack278-367telefoniczne do pozyskiwania danych z monitorów
DAMSleep Deprivation
Power supplyGw INSTEKGPS-30300Zasilacz do aparatu
do usypianiaWarsztat
SNAP mechaniczny Washington University School of Medicine

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Nath, R. D., et al. The Jellyfish Cassiopea Exhibits a Sleep-like State. Current Biology. 27 (19), 2984-2990 (2017).
  2. Vorster, A. P., Krishnan, H. C., Cirelli, C., Lyons, L. C. Characterization of sleep in Aplysia californica. Sleep. 37 (9), 1453-1463 (2014).
  3. Zhdanova, I. V., Wang, S. Y., Leclair, O. U., Danilova, N. P. Melatonin promotes sleep-like state in zebrafish. Brain Research. 903 (1-2), 263-268 (2001).
  4. Shaw, P. J., Cirelli, C., Greenspan, R. J., Tononi, G. Correlates of sleep and waking in Drosophila melanogaster. Science. 287 (5459), 1834-1837 (2000).
  5. Hendricks, J. C., et al. Rest in Drosophila is a sleep-like state. Neuron. 25 (1), 129-138 (2000).
  6. Ganguly-Fitzgerald, I., Donlea, J., Shaw, P. J. Waking experience affects sleep need in Drosophila. Science. 313 (5794), 1775-1781 (2006).
  7. Seugnet, L., Suzuki, Y., Vine, L., Gottschalk, L., Shaw, P. J. D1 receptor activation in the mushroom bodies rescues sleep-loss-induced learning impairments in Drosophila. Current Biology. 18 (15), 1110-1117 (2008).
  8. Donlea, J. M., Thimgan, M. S., Suzuki, Y., Gottschalk, L., Shaw, P. J. Inducing sleep by remote control facilitates memory consolidation in Drosophila. Science. 332 (6037), 1571-1576 (2011).
  9. Seidner, G., et al. Identification of Neurons with a Privileged Role in Sleep Homeostasis in Drosophila melanogaster. Current Biology. 25 (22), 2928-2938 (2015).
  10. Li, X., Yu, F., Guo, A. Sleep deprivation specifically impairs short-term olfactory memory in Drosophila. Sleep. 32 (11), 1417-1424 (2009).
  11. Melnattur, K., et al. A conserved role for sleep in supporting Spatial Learning in Drosophila. Sleep. , 197(2020).
  12. Seugnet, L., Suzuki, Y., Donlea, J. M., Gottschalk, L., Shaw, P. J. Sleep deprivation during early-adult development results in long-lasting learning deficits in adult Drosophila. Sleep. 34 (2), 137-146 (2011).
  13. Donlea, J. M., Ramanan, N., Shaw, P. J. Use-dependent plasticity in clock neurons regulates sleep need in Drosophila. Science. 324 (5923), 105-108 (2009).
  14. Bushey, D., Tononi, G., Cirelli, C. Sleep and synaptic homeostasis: structural evidence in Drosophila. Science. 332 (6037), 1576-1581 (2011).
  15. Huang, S., Piao, C., Beuschel, C. B., Götz, T., Sigrist, S. J. Presynaptic Active Zone Plasticity Encodes Sleep Need in Drosophila. Current Biology. 30 (6), 1077-1091 (2020).
  16. Kirszenblat, L., et al. Sleep regulates visual selective attention in Drosophila. Journal of Experimental Biology. 221, Pt 24 (2018).
  17. Singh, P., Donlea, J. M. Bidirectional Regulation of Sleep and Synapse Pruning after Neural Injury. Current Biology. 30 (6), 1063-1076 (2020).
  18. Stanhope, B. A., Jaggard, J. B., Gratton, M., Brown, E. B., Keene, A. C. Sleep Regulates Glial Plasticity and Expression of the Engulfment Receptor Draper Following Neural Injury. Current Biology. 30 (6), 1092-1101 (2020).
  19. Kayser, M. S., Yue, Z., Sehgal, A. A critical period of sleep for development of courtship circuitry and behavior in Drosophila. Science. 344 (6181), 269-274 (2014).
  20. Kayser, M. S., Mainwaring, B., Yue, Z., Sehgal, A. Sleep deprivation suppresses aggression in Drosophila. Elife. 4, 07643(2015).
  21. Szuperak, M., et al. A sleep state in Drosophila larvae required for neural stem cell proliferation. Elife. 7, (2018).
  22. Vaccaro, A., et al. Sleep Loss Can Cause Death through Accumulation of Reactive Oxygen Species in the Gut. Cell. 181 (6), 1307-1328 (2020).
  23. Kempf, A., Song, S. M., Talbot, C. B., Miesenböck, G. A potassium channel β-subunit couples mitochondrial electron transport to sleep. Nature. 568 (7751), 230-234 (2019).
  24. Donlea, J. M., Pimentel, D., Miesenböck, G. Neuronal machinery of sleep homeostasis in Drosophila. Neuron. 81 (4), 860-872 (2014).
  25. Liu, S., Liu, Q., Tabuchi, M., Wu, M. N. Sleep Drive Is Encoded by Neural Plastic Changes in a Dedicated Circuit. Cell. 165 (6), 1347-1360 (2016).
  26. Pimentel, D., et al. Operation of a homeostatic sleep switch. Nature. 536 (7616), 333-337 (2016).
  27. Sitaraman, D., et al. Propagation of Homeostatic Sleep Signals by Segregated Synaptic Microcircuits of the Drosophila Mushroom Body. Current Biology. 25 (22), 2915-2927 (2015).
  28. Foltenyi, K., Greenspan, R. J., Newport, J. W. Activation of EGFR and ERK by rhomboid signaling regulates the consolidation and maintenance of sleep in Drosophila. Nature Neuroscience. 10 (9), 1160-1167 (2007).
  29. Seugnet, L., et al. Notch signaling modulates sleep homeostasis and learning after sleep deprivation in Drosophila. Current Biology. 21 (10), 835-840 (2011).
  30. Seugnet, L., Galvin, J. E., Suzuki, Y., Gottschalk, L., Shaw, P. J. Persistent short-term memory defects following sleep deprivation in a Drosophila model of Parkinson disease. Sleep. 32 (8), 984-992 (2009).
  31. Tabuchi, M., et al. Sleep interacts with aβ to modulate intrinsic neuronal excitability. Current Biology. 25 (6), 702-712 (2015).
  32. Melnattur, K., Zhang, B., Shaw, P. J. Disrupting flight increases sleep and identifies a novel sleep-promoting pathway in Drosophila. Science Advances. 6 (19), 2166(2020).
  33. Thimgan, M. S., Suzuki, Y., Seugnet, L., Gottschalk, L., Shaw, P. J. The perilipin homologue, lipid storage droplet 2, regulates sleep homeostasis and prevents learning impairments following sleep loss. PLOS Biology. 8 (8), (2010).
  34. Keene, A. C., et al. Clock and cycle limit starvation-induced sleep loss in Drosophila. Current Biology. 20 (13), 1209-1215 (2010).
  35. Shaw, P. J., Tononi, G., Greenspan, R. J., Robinson, D. F. Stress response genes protect against lethal effects of sleep deprivation in Drosophila. Nature. 417 (6886), 287-291 (2002).
  36. Andretic, R., Shaw, P. J. Essentials of sleep recordings in Drosophila: moving beyond sleep time. Methods Enzymol. 393, 759-772 (2005).
  37. Seugnet, L., et al. Identifying sleep regulatory genes using a Drosophila model of insomnia. Journal of Neuroscience. 29 (22), 7148-7157 (2009).
  38. Bushey, D., Huber, R., Tononi, G., Cirelli, C. Drosophila Hyperkinetic mutants have reduced sleep and impaired memory. Journal of Neuroscience. 27 (20), 5384-5393 (2007).
  39. Geissmann, Q., et al. Ethoscopes: An open platform for high-throughput ethomics. PLOS Biology. 15 (10), 2003026(2017).
  40. Faville, R., Kottler, B., Goodhill, G. J., Shaw, P. J., van Swinderen, B. How deeply does your mutant sleep? Probing arousal to better understand sleep defects in Drosophila. Scientific Reports. 5, 8454(2015).
  41. Huber, R., et al. Sleep homeostasis in Drosophila melanogaster. Sleep. 27 (4), 628-639 (2004).
  42. Klose, M., Shaw, P. Sleep-drive reprograms clock neuronal identity through CREB-binding protein induced PDFR expression. bioRxiv. , (2019).
  43. Dissel, S., et al. Sleep restores behavioral plasticity to Drosophila mutants. Current Biology. 25 (10), 1270-1281 (2015).
  44. Gerstner, J. R., Vanderheyden, W. M., Shaw, P. J., Landry, C. F., Yin, J. C. Fatty-acid binding proteins modulate sleep and enhance long-term memory consolidation in Drosophila. PLoS One. 6 (1), 15890(2011).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Sleep DeprivationDrosophila SleepSleep Nullifying ApparatusSleep HomeostasisSleep RestrictionNegative GeotaxisArousal ThresholdsSleep ReboundActivity MonitoringSleep Consolidation

Related Articles