Um método computacional para quantificar a atividade Circadian voar

Summary

É apresentado um método para quantificar as principais características temporais vistas na moscas circadianos ritmos locomotoras. A quantificação é alcançada por encaixe atividade voar com uma forma de onda do modelo multi paramétrico. Os parâmetros do modelo descrevem a forma e o tamanho da manhã e noite picos de atividade diária.

Abstract

Na maioria dos animais e plantas, pulsos de disparo circadianos orquestram processos comportamentais e moleculares em sincronizá-los para o ciclo diário de claro-escuro. Mecanismos fundamentais subjacentes a este controle temporal são amplamente estudados usando a mosca de fruta Drosophila melanogaster como um organismo modelo. Nas moscas, o relógio é tipicamente estudado analisando multiday gravação locomotor. Tal gravação mostra um complexo padrão bimodal com dois picos de atividade: um pico de manhã que acontece ao amanhecer e um pico de noite que acontece ao redor de Crepúsculo. Estes dois picos formam uma forma de onda que é muito diferente de sinusoidais oscilações observada nos genes do relógio, sugerindo que os mecanismos além do relógio têm efeitos profundos em produzir os padrões observados em dados comportamentais. Aqui nós fornecemos instruções sobre o uso de um método computacional desenvolvido recentemente que descreve matematicamente padrões temporais na atividade de voar. O método combina dados de atividade com uma forma de onda de modelo que consiste de quatro termos exponenciais e nove parâmetros independentes que descrevem completamente a forma e o tamanho da manhã e noite picos de atividade. Os parâmetros extraídos podem ajudar a elucidar os mecanismos cinéticos de substratos que sustentam os padrões de atividade bimodal comumente observados em ritmos locomotoras voar.

Introduction

O relógio circadiano é um oscilador bioquímico endógeno com um período de aproximadamente 24 horas e é quase onipresente nos animais e plantas^1,2. O relógio ajuda a sincronizar processos internos do organismo e o comportamento para o ciclo escuro luz externo. A estrutura genética do relógio circadiano tem sido amplamente estudada desde a década de 1960 usando a mosca de fruta, d. melanogaster. Neste inseto, o núcleo do relógio circadiano consiste de quatro proteínas: período, TIMELESS, CLOCK e ciclo. Estes componentes de núcleo juntamente com outras moléculas formam um laço de realimentação que produz....

Protocol

1. medindo voar locomoção usando Drosophila atividade Monitor (DAM)

Nota: para mais detalhes veja referência ⁵.

1. Preparar individual voar tubos com comida em uma extremidade e algodão do outro. Final com alimentos deve ser selado para evitar que os alimentos sequem.
   1. Coloque 5-6 g de comida de mosca num copo de 50 mL. Corte os alimentos em pedaços pequenos, para que seja fácil de derretê-la
   2. Tubos de vidro individuais 32 conectar com um elástico.
   3. Derreter o alimento no copo por aquecimento em um forno de microondas por 10-15 s. pare o microondas cada 5 s e agitar cuidadosament....

Results

O método apresentado aqui permite a quantificação das principais características no padrão de locomoção voar. A quantificação é alcançada por encaixe os dados de atividade com um modelo que consiste de quatro termos exponenciais:

O modelo possui nove parâmetros independentes que descrevem o padrão de ati.......

Discussion

Este trabalho apresenta as instruções para o uso de uma ferramenta computacional que fornece uma descrição quantitativa do padrão de locomoção voar. A ferramenta combina dados de locomoção com um modelo matemático que consiste de quatro termos exponenciais que juntos, descrevem a forma e o tamanho dos picos M e E. Os valores finais para os parâmetros do modelo são obtidos de encaixe os espectros de potência dos dados, onde o uso dos dados brutos pode evitar efeitos artefactual que dados binning ou filtragem podem impor a.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Monitor de Atividade Drosophila	TriKinetics	DAM2, DAM5	Mede a locomoção da mosca usando um único feixe infravermelho
MatLab	Mathworks		Ambiente de computação e linguagem de programação, MatLab deve incluir caixas de ferramentas de Otimização e Matemática Simbólica
Drosophila melanogaster		por [S], por [L], iso31 (tipo selvagem)	Nossa análise pode ser realizada com mutantes de mosca de qualquer período circadiano