Summary
Sömnbrist är ett kraftfullt verktyg för att undersöka sömnfunktion och reglering. Vi beskriver ett protokoll för sömn beröva Drosophila med hjälp av sömn nullifying apparaten, och att bestämma omfattningen av rebound sömn framkallas av deprivation.
Abstract
Sömnhomeostas, ökningen av sömn som observerats efter sömnförlust, är ett av de definierande kriterierna som används för att identifiera sömn i hela djurriket. Som en följd av detta är sömnbrist och sömnbegränsning kraftfulla verktyg som ofta används för att ge insikt i sömnfunktionen. Icke desto mindre är sömnbristexperiment i sig problematiska eftersom fattigdomsstimulansen i sig kan vara orsaken till observerade förändringar i fysiologi och beteende. Följaktligen bör framgångsrika sömnbristtekniker hålla djuren vakna och helst resultera i en robust sömnåterhämtning utan att också inducera ett stort antal oavsiktliga konsekvenser. Här beskriver vi en sömnbristteknik för Drosophila melanogaster. Sleep Nullifying Apparatus (SNAP) administrerar en stimulans var 10: e för att inducera negativ geotaxis. Även om stimulansen är förutsägbar förhindrar SNAP effektivt att >95% av nattsömn även i flugor med hög sömndrift. Viktigt är att det efterföljande homeostatiska svaret är mycket likt det som uppnås med handbrist. Tidpunkten och avståndet mellan stimuli kan ändras för att minimera sömnförlust och därmed undersöka icke-specifika effekter av stimulansen på fysiologi och beteende. SNAP kan också användas för sömnbegränsning och för att bedöma upphetsande trösklar. SNAP är en kraftfull sömnstörningsteknik som kan användas för att bättre förstå sömnfunktionen.
Introduction
Sömn är nästan universell hos djur, men dess funktion är fortfarande oklar. Sömnhomeostas, den kompensatoriska ökningen av sömn efter sömnbrist, är en definierande egenskap hos sömn, som har använts för att karakterisera sömn tillstånd i ett antal djur1,2,3,4,5.
Sömn i farten har många likheter med mänsklig sömn, inklusive ett robust homeostatiskt svar på sömnförlust4,5. Många studier av sömn i farten har använt sömnbrist både för att härleda sömnfunktionen genom att undersöka de negativa konsekvenserna som uppstår från förlängd vakenhet och för att förstå sömnreglering genom att bestämma de neurobiologiska mekanismerna som styr den homeostatiska regleringen av sömn. Således sömn berövade flugor visade sig uppvisa försämringar ilärande och minne 6,7,8,9,10,11,12,strukturell plasticitet13,14,15, visuell uppmärksamhet16, återhämtning från neuronal skada17,18, parning och aggressiva beteenden19, 20,cellproliferation 21, och svar på oxidativ stress22,23 för att nämna några. Vidare har undersökningar av de neurobiologiska mekanismerna som styr rebound sleep gett kritiska insikter i neuronalmaskineriet som utgör sömnhemostaten8,9,23,24,25,26,27,28,29 . Slutligen, förutom att avslöja grundläggande insikter om sömnfunktion hos friska djur, har sömnbriststudier också informerat insikter om sömnfunktion i sjuka tillstånd30,31.
Medan sömnbrist onekligen är ett kraftfullt verktyg, med alla sömnbristexperiment, är det viktigt att skilja fenotyper som är resultatet av förlängd vakenhet, från de som induceras av stimulansen som används för att hålla djuret vaken. Sömnbrist genom handbrist eller skonsam hantering anses i allmänhet sätta standarden för minimalt störande sömnbrist. Här beskriver vi ett protokoll för sömn beröva flugor med hjälp av Sleep Nullifying Apparatus (SNAP). SNAP är en anordning som ger en mekanisk stimulans till flugor var 10: e, håller flugor vakna genom att inducera negativ geotaxis (Figur 1). SNAP berövar effektivt flugor av >98% av nattsömn, även i flugor med hög sömndrift8,32. SNAP har kalibrerats på bang känsliga flugor, agitation av flugor i SNAP skadar inte flugor; sömnbrist med SNAP inducerar en rebound jämförbar med den som erhålls genom handbrist7. SNAP är således en robust metod för att sova beröva flugor samtidigt som den kontrollerar effekterna av den upphetsande stimulansen.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. Experimentell förberedelse
- Samla flugor när de eclose i flaskor, separera manliga och kvinnliga flugor.
OBS: Sömnexperiment utförs ofta med kvinnliga flugor. Det är viktigt att samla jungfruliga kvinnor. Parade kvinnor kommer att lägga ägg som kläcker i larver som komplicerar analysen av data. - Husflugor av ett enda kön i grupper av <20.
OBS: Bostäder flyger i en socialt berikad miljö (grupper av >50) modulerarsömndrift 6,13 potentiellt förvirrande mätningar av rebound sömn. Vidare, efter social berikning, kommer sömnen att minska under några dagar6. Således är baslinje sömn inte stabil komplicerande analys av rebound sömn. Att hålla flugor i grupper <20 undviker denna potentiella förvirrande. - Håll flugor i injektionsflaska i 3-5 dagar i en ljus- och fuktighetsstyrd miljö.
OBS: Flugornas ålder och mognad påverkar starkt sömnen. Sömnen är hög i en dag gamla flugor och stabiliseras med 3-5 dagar i ålder4. Flugor underhålls vanligtvis på ett 12 h ljus: 12 h mörkt schema vid 50% luftfuktighet.
2. Förberedelse av rör för sömnregistrering
OBS: Sömnen övervakas med hjälp av lokomotoriska aktivitetsmätare. En bildskärm kan rymma 32 flugor inrymda individuellt i rör med 5 mm diameter. Vanligtvis analyseras genotyper i grupper om 16 eller 32 flugor.
- Förbered ett lämpligt antal rör med flugmat i ena änden.
OBS: Kost och ämnesomsättning är kända för att påverkasömn 33,34, därför är det särskilt viktigt att placera flugor på samma mat som de föddes på. - Försegla rörens ände med vax.
OBS: Sömnbrist och rebound är ett fem dagars experiment, och mat kan torka ut om den inte är ordentligt förseglad. I ordentligt förseglade rör kan mat bibehållas i 10 dagar eller mer. Således är det viktigt att se till att rörens ändar förseglas väl. Flugor kan dock också fastna i våt mat. Således hjälper det att göra rör 1-2 dagar före experimentstarten. - Individuellt placera vaka, bete flugor i 65 mm långa glasrör för sömninspelning med en aspirator och anslut rörens ände med en skumpropp.
OBS: Flugor åter utsätts aldrig för CO 2-anestesi när flugor placeras i rör för sömnregistrering. Spiatorn är tillverkad av gummirör med ena änden täckt med ostduk och insatt i en 1 ml pipettspets.
3. Registrera sömn
- Last flyger i rör i aktivitetsmonitorer för att övervaka sömnen.
OBS: SNAP-klipporna övervakar fram och tillbaka från -60° till +60° varje ~10 s. Monitorerna hålls på -60° i ~5.9s; det tar ~2.9 s för brickan som håller bildskärmarna att flytta från -60° till +60° och ~1 s för att flytta tillbaka från +60° till -60°. Cykellängden kan ändras efter behov genom att justera spänningen som levereras till motorn.- Var noga med att se till att rören placeras i aktivitetsmonitorer i rätt riktning. I rätt riktning är änden av röret med mat högst upp på SNAP för att säkerställa att flugor inte skjuts in i maten. Dessutom är slutet med mat på sidan av skärmen med sömninspelningsuttaget. Detta gör det möjligt att orientera aktivitetsövervakare korrekt i SNAP för effektiv sömnbrist samtidigt som aktivitet övervakas.
- Placera aktivitetsmonitorer i inspelningskammaren för att övervaka sömnen.
- Övervaka sömnen i minst två hela dagar för att uppskatta strömlinjesömn.
OBS: Dagflugorna laddas i aktivitetsmonitorer är vanligtvis utesluten som en anpassningsdag för att låta flugor anpassa sig till att vara inrymda i rör. Baslinjesömn registreras i minst två hela dagar (48 timmar) som börjar med morgonen efter att dagflugorna laddats. - Spara lokomotoriska aktivitetsantal flugor i 1 min fack från tidpunkten för lamporna på en viss dag till lampor på föregående dag med hjälp av aktivitetsinspelningsprogram (t.ex. från 08:00 till 08:00).
- Uppskatta sömn från lokomotoriska aktivitetsdata med anpassade makron med 5 minuters inaktivitet som tröskelvärde för en omgång sömn35.
Obs: Ett antal sömn mått beräknas från antalet lokomotoriska aktivitets antal. Dessa inkluderar sömn i min /h över 24 h, total sömntid i 24 h, genomsnittliga och maximala dagtid och nattsömn boutlängder 36.
4. Sömnbrist och återhämtning
- Eftersom flugor kan sova berövas under varierande tidslängder (t.ex. 12 h, 24 h och 36 h) och återhämtningssömn kan också utvärderas med olika intervall (t.ex. 6 h, 12 h, 24 h och 48 h), bestämma återhämtningstiden genom experimentellt behov. Sömn återhämtning kan visualiseras med hjälp av en sömn vinst / förlust plot eller genom att undersöka procent sömn återhämtade sig över ett förutbestämt intervall (t.ex. 6 h).
- Om sömnen är stabil under de två baslinjedagarna, på den tredje dagen, placera aktivitetsmonitorer i SNAP för sömnbrist över natten.
OBS: Flugor kommer att uppvisa en robust sömn rebound över en rad sömntider8,32,37,38, men sömnen måste vara stabil för att tillförlitligt utvärdera rebound sömn. Sömnen är stabil när skillnaden i sömn mellan baslinjen är ± 100 min. - Se till att aktivitetsmonitorerna är säkrade med monitorhållare, bildskärmssladdar anslutna och bildskärmar som är korrekt inriktade på slutet med mat baktill och plastbarriärer framför (figur 1).
OBS: SNAP är utformad så att kammen roterar en gång var 10:e s(bild 1). Plastinsatsen återställer rören genom att trycka tillbaka rören när apparaten är i "upp"-läge. Återställning av rören är viktigt för att säkerställa att alla rör har hela rörelseområdet i början av varje cykel. - Koppla ur aktivitetsmonitorer och ta ut bildskärmar ur SNAP omedelbart efter att lamporna tänds efter sömnbrist över natten.
OBS: Det är viktigt att sömnbristen upphör och flugorna sätts i återhämtning omedelbart efter att lamporna tänds efter 12 timmar sömnbrist över natten. Även en 20-30 minuters försening i att placera flugor i återhämtning kan störa omfattningen av rebound sömn. - Placera flugor i en inspelningskammare där de kommer att vara ostörda i två dagar (48 h) för att övervaka återhämtningssömn.
OBS: Om inspelningskammaren används för andra experiment måste extra försiktighet vidtas för att undvika att stimulera tillfrisknande flugor. - Beräkna mängden förlorad sömn. För varje enskild fluga, beräkna timskillnaden mellan sömn som erhålls under sömnbrist och motsvarande timme under baslinjen; summera timskillnaderna för att beräkna den totala förlorade sömnen.
- Beräkna mängden återvunnen sömn. För varje enskild fluga, beräkna timskillnaden mellan sömn som erhålls under återhämtningen och motsvarande timme under baslinjen. summera timskillnaderna för att beräkna den totala sömnen.
OBS: Huruvida en fluga faktiskt är sömn berövad är empirisk. Således bör experimenteraren undersöka procent sömn förlorad. Om flugan inte har förlorat tillräckligt med sömn kan den uteslutas från analysen. Även om detta kan krävas för andra sömnbristmetoder, är det sällan om någonsin nödvändigt för SNAP. Vanligare är att sömnen kanske inte är stabil i en given fluga innan sömnbristen inleds. Om sömnen inte är stabil kan homeostas inte beräknas. Vi accepterar en maximal skillnad på ± 100 minuters sömn beräknad före initieringen av sömnbrist som kandidater för inkludering. Ibland fördelas en enskild flugs sömn ojämnt över 24 timmar (t.ex. kan vissa individer få 60-70% av sin sömnkvot under dagen och därmed bara förlora en liten del av sin 24 h sömnkvot när de berövas 12 timmar på natten). Dessa flugor kan utvärderas separat. - Beräkna den genomsnittliga procentandelen återvunnen sömn (i förhållande till baslinjen) över 12 timmar, 24 timmar och 48 timmar av återhämtningsperioden för varje genotyp.
- Från sömn data, beräkna den genomsnittliga och maximala dagtid sömn bout längd vid baslinjen och återställnings dagar för varje genotyp.
OBS: Rebound sömn i flugor kännetecknas av ökad sömnmängd och ökat sömndjup under återhämtningsdagarna. Sömnkonsolidering används som mått på sömndjup. Upphetsande trösklar kan också användas som ett mått på sömndjup.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Canton S (Cs) användes som en vild typ stam. Flugor bibehölls på ett 12 h ljus: 12 h mörkt schema och sömn berövas i 12 timmar över natten. Inspektion av sömnprofilerna för Cs flugor på baslinjedagen (bs), sömnbristdagen (sd) och två återhämtningsdagar (rec1 och rec2) (Figur 2A) tyder på att flugor effektivt sov berövade i SNAP och återhämtade sömn under dagen överensstämmer med observerade rapporteri litteraturen 4,5. Snapens effektivitet när det gäller att hålla flugorna vakna ses också i den höga aktiviteten (300-350 räkningar/h) som uppvisas av flugor under sömnbrist (Figur 2B). Att övervaka antalet flugor under sömnbrist kan vara en användbar barometer för deprivationsprotokollets effektivitet och/eller ett indirekt mått på sömndrift. När sömnbristen är ineffektiv är flugor inte lika aktiva under fattigdomsperioden. Flugor som är under hög sömn enhet somnar snabbt efter varje stimulans och korsar inte röret så mycket35. Både apparatens lutningsvinkel och droppens hastighet är avgörande för att säkerställa att flugorna hålls vakna utan att skada dem. Varje labb kan optimera vinkeln och hastigheten genom att justera fjädern (Bild 1B) och / eller kammens storlek och form (Figur 1C och Figur 1D, höger).
För att kvantitativt uppskatta effektiviteten av sömnbrist och återhämtning beräknades sömn som förlorats under fattigdom och sedan återficks under återhämtningsdagarna för varje enskild fluga (figur 2C). Det är viktigt att det inte fanns någon signifikant förändring i baslinjesömn mellan deprivationsdagen och baslinjedagen (se 0-12 h i figur 2C) som indikerar att sömnen är stabil i dessa flugor. En stor skillnad i sömn under denna 12-timmarsperiod (t.ex. ± 100 min) tyder på att sömnen inte var stabil. SNAP berövade effektivt flugor >98% av sin nattsömn. Flugor återhämtade ~ 20% av sin sömn under de första 12 h och återhämtade inte ytterligare sömn under natten, som tidigare rapporterats. Flugor började dock återhämta sömn följande dag så att de återhämtade ~ 36% av sin sömn över 48 h återhämtning (Figur 2D). 30 - 40% återvunnen sömn över 48 h är ganska typiskt för vilda flugor sömn berövad med SNAP.
Sömnhomeostas kännetecknas både av ökad sömnvaraktighet och av ökat sömndjup under återhämtningsperioden efter deprivation. Sömnkonsolidering dagtid används ofta som en avläsning av sömndjupet. Sömnkonsolidering kan bedömas som den genomsnittliga sömnen under hela dagen (figur 2E). Men eftersom sömntrycket avleds under återhämtningen kommer den genomsnittliga sömn bout varaktigheten att minskas under dagen fortskrider. Därför är det ofta bra att också undersöka förändringar i den maximala sömn bout varaktigheten som kan ge ett känsligare mått (Figur 2F).
| Metod för sömnbrist | Totalt antal papper | % papper / teknik | Avg-återhämtning utvärderad |
| SNÄSA | 52 | 37.14% | 33 ± 3 |
| Virvel/Slumpmässig skakning | 49 | 35.00% | 18 ± 3 |
| Handbrist | 9 | 6.43% | 36 ± 11 |
| Termogenetisk SD | 15 | 10.71% | 36 ± 12 |
| Ospecificerad | 15 | 10.71% | 29 ± 10 |
Tabell 1: Undersökning av olika metoder för sömnbrist som används i litteraturen. Endast 116/254 papper använde sömnbrist. Antalet papper som använder varje metod = "Totalt antal papper". Bråkdelen av papper med varje metod = "% papper / teknik". Den genomsnittliga återhämtningstiden utvärderas för varje metod = "Avg recovery utvärderad". SD - Sömnbrist. SNAP - Apparater för nullifying för sömn
| SD:s längd | Totala studier |
| < 6 timmar | 12 |
| 6 h | 23 |
| >6 h & < 12 h | 17 |
| 12 h | 69 |
| >12 h & <24 h | 7 |
| 24 timmar | 19 |
| > 24 timmar | 9 |
| Kronisk SD | 4 |
| Alla SD | 160 |
Tabell 2. Sömnbristens längd i olika studier. SD - Sömnbrist
Figur 1. Sömnen upphäver APparatus (SNAP). A) Apparatens framsida. SNAP rymmer 8 aktivitetsövervakare i två rader. hållare stift hålla bildskärmarna på plats. Benen kan justeras för att hjälpa till att placera apparaten i rätt riktning. B) Närbild på motorn och fjädern som gungar apparaten fram och tillbaka. Motorn vrider en kamera som lutar apparaten tillbaka till "upp" -läget och komprimerar fjädern. Fjädern lossna från kompressionen snäpper tillbaka apparaten till läget "nedåt". C) Vänster - Sidovy av apparaten i läget "nedåt". Hållare stift fasthållningsmonitorer; en monitorsladdsplats säkerställer att monitorsladdarna hålls på plats. Kuddar hjälper till att dämpa apparatens islag som knäpper till "nedåt"-läget. Höger - Närbild på kameran. D) Apparatens vänstra sidovy i upp-läge. Höger - Kammens moturs rotation lutar apparaten i uppfällt läge. Klicka här om du vill visa en större version av den här figuren.
Figur 2. Experimentella resultat. A) Sömn tomter av Cs flyger under experimentet: baslinjen dag (bs), sömnbrist dag (sd) och två dagar av återhämtning (rec1 och rec2). B) Genomsnittlig lokomotorisk aktivitet räknas av flugor på dagen för sömnbrist. Flugor var sömn berövade från timmar 12-24. C) Tidsförvrärkelse och återhämtning. Cs flugor var sömn berövade från timmar 12 - 24, och tilläts återhämta sig från timme 24 - 72. SNAP berövade effektivt flugor av >98% sömn, som delvis återfanns över 48 h (n = 12 flugor, Upprepade åtgärder ANOVA för tid, F [70,1470]=12,97, p < 10-15). D) Procentandel sömn återhämtade sig över 48 timmar. Flugor återhämtade ~ 20% av sin sömn över 12 h, och ~ 36% av sömnen över 48 h. E) Sömnkonsolidering för varje dag i experimentet mätt med genomsnittlig sömn bout varaktighet under dagen. Sömnen är mer konsoliderad den första återhämtningsdagen jämfört med baslinjen (p <0,05, t-test). F) Sömnkonsolidering för varje dag i försöket mätt med maximal sömn bout varaktighet under dagen. Sömnen är mer konsoliderad den första återhämtningsdagen jämfört med baslinjen (p <0,05, t-test). Klicka här om du vill visa en större version av den här figuren.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Sömn i Drosophila kännetecknades självständigt 2000, av två grupper4,5. I dessa banbrytande studier berövades flugor sömn genom skonsam hantering (dvs. handbrist) och visade sig uppvisa ett robust homeostatiskt svar på sömnbrist över natten. Viktigt, med alla sömnbristförsök är det viktigt att kontrollera för potentiella förvirrande effekter av den metod som används för att hålla djuret vaken. Hand deprivation studier sätter riktmärket för studier av flyga homeostas som ett minimalt störande sätt att sova beröva flugor. SNAP berövar effektivt sömnflugor på >98% av nattsömn, och inducerar viktigt en sömnåterhämtning jämförbar med den som erhålls med handbrist4,7.
Sedan de grundläggande studierna som definierar sömn i flugor, har ett antal metoder utvecklats för att utvärdera sömnhomeostas i flugor på ett högt genomströmningssätt7,9,39,40,41. Vi undersökte ~ 250 papper om sömn i flugor och fann ~ 46% av dessa publicerade artiklar rapporterade med sömnbrist för att utvärdera sömnreglering eller funktion (Tabell 1). Ett antal olika metoder inducerade effektivt en sömn rebound i flugor. Intressant nog, av de studier som har utvärderat sömn rebound, protokollen som används för sömnbrist och sömn rebound skilde sig åt. Närmare bestämt varierade både varaktigheten av sömnbrist (tabell 2) och varaktigheten för vilken rebound utvärderades(tabell 1) avsevärt, vilket potentiellt komplicerar jämförelser av resultat som erhållits med olika protokoll. Sömn rebound i flugor är känd för att kvarstå i upp till 48 timmar efter sömnbrist5. Följaktligen tror vi att en grundlig beskrivning av effekterna av en given sömn manipulation på homeostas erhålls bäst när homeostatic rebound utvärderas under en 48 h återhämtningsperiod.
Det är viktigt att notera att beröva flugor sömn under dagen inte konsekvent ökar sömnenheten4. Därför, starta ett 24 h sömnbrist protokoll vid ljus-på och fortsätta till nästa dag skulle inte ytterligare förbättra återhämtning sömn jämfört med en 12 h sömn deprivation protokoll börjar vid ljus-off. Faktum är att den beräknade sömnrekylen kan vara lägre eftersom den kommer att inkludera icke-homeostatiskt reglerad dagtidssömn förutom nattsömn. Observationen att sömnbrist dagtid inte inducerar en homeostatisk rebound kan dock användas för att kontrollera för potentiella förvirrande effekter av metoden för sömnbrist. Således jämförs flugor sömn berövad över natten i SNAP med flugor som får en jämförbar stimulans pådagtid 7.
Förutom att användas för total sömnbrist, genom att ändra stimulansfrekvensen, kan SNAP också användas för att kroniskt begränsa och fragmentera sömn7,42, vilket efterliknar tillstånd av kronisk sömnförlust hos människor. Genom att leverera stimuli i steg av ökande frekvens kan SNAP också användas för att mäta upphetsande trösklar8. SNAP är således ett enkelt sätt att effektivt beröva och begränsa sömnen hos flugor, utvärdera det homeostatiska svaret och mäta andra sömnegenskaper.
SNAP kan passa in i en vanlig laboratorieflugainkubator, men kommer definitivt att störa flugor i inkubatorn som inte ingår i experimentet. Lyckligtvis kan SNAP placeras på en isolerad plats för att sova beröva flugor utan att störa andra pågående experiment. Eftersom återhämtningssömn är bräcklig bör man se till att återhämtningssömn sker på ett lugnt läge.
Kompletterande studier av sömnbrist, genetiska och farmakologiska verktyg har utvecklats för att förbättra sömnen iflugor 8,43,44. Således kommer förmågan att lätt modulera sömn dubbelriktat att göra det möjligt för flugsömnforskning att fortsätta att ge djupa insikter om sömnreglering och funktion.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Författarna har inget att avslöja.
Acknowledgments
Detta arbete stöddes av NIH-bidrag 5R01NS051305-14 och 5R01NS076980-08 till PJS.
Materials
| 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 |
References
- Nath, R. D., et al. The Jellyfish Cassiopea Exhibits a Sleep-like State. Current Biology. 27 (19), 2984-2990 (2017).
- Vorster, A. P., Krishnan, H. C., Cirelli, C., Lyons, L. C.
- Zhdanova, I. V., Wang, S. Y., Leclair, O. U., Danilova, N. P.
- Shaw, P. J., Cirelli, C., Greenspan, R. J., Tononi, G. Correlates of sleep and waking in Drosophila melanogaster. Science. 287 (5459), 1834-1837 (2000).
- Hendricks, J. C., et al. Rest in Drosophila is a sleep-like state. Neuron. 25 (1), 129-138 (2000).
- Ganguly-Fitzgerald, I., Donlea, J., Shaw, P. J. Waking experience affects sleep need in Drosophila. Science. 313 (5794), 1775-1781 (2006).
- 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).
- 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).
- Seidner, G., et al. Identification of Neurons with a Privileged Role in Sleep Homeostasis in Drosophila melanogaster. Current Biology. 25 (22), 2928-2938 (2015).
- Li, X., Yu, F., Guo, A. Sleep deprivation specifically impairs short-term olfactory memory in Drosophila. Sleep. 32 (11), 1417-1424 (2009).
- Melnattur, K., et al. A conserved role for sleep in supporting Spatial Learning in Drosophila. Sleep. , 197 (2020).
- 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).
- 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).
- Bushey, D., Tononi, G., Cirelli, C. Sleep and synaptic homeostasis: structural evidence in Drosophila. Science. 332 (6037), 1576-1581 (2011).
- 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).
- Kirszenblat, L., et al. Sleep regulates visual selective attention in Drosophila. Journal of Experimental Biology. 221, Pt 24 (2018).
- Singh, P., Donlea, J. M. Bidirectional Regulation of Sleep and Synapse Pruning after Neural Injury. Current Biology. 30 (6), 1063-1076 (2020).
- 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).
- 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).
- Kayser, M. S., Mainwaring, B., Yue, Z., Sehgal, A. Sleep deprivation suppresses aggression in Drosophila. Elife. 4, 07643 (2015).
- Szuperak, M., et al. A sleep state in Drosophila larvae required for neural stem cell proliferation. Elife. 7, (2018).
- Vaccaro, A., et al. Sleep Loss Can Cause Death through Accumulation of Reactive Oxygen Species in the Gut. Cell. 181 (6), 1307-1328 (2020).
- 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).
- Donlea, J. M., Pimentel, D., Miesenböck, G. Neuronal machinery of sleep homeostasis in Drosophila. Neuron. 81 (4), 860-872 (2014).
- 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).
- Pimentel, D., et al. Operation of a homeostatic sleep switch. Nature. 536 (7616), 333-337 (2016).
- 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).
- 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).
- Seugnet, L., et al. Notch signaling modulates sleep homeostasis and learning after sleep deprivation in Drosophila. Current Biology. 21 (10), 835-840 (2011).
- 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).
- Tabuchi, M., et al. Sleep interacts with aβ to modulate intrinsic neuronal excitability. Current Biology. 25 (6), 702-712 (2015).
- 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).
- 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).
- Keene, A. C., et al. Clock and cycle limit starvation-induced sleep loss in Drosophila. Current Biology. 20 (13), 1209-1215 (2010).
- 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).
- Andretic, R., Shaw, P. J. Essentials of sleep recordings in Drosophila: moving beyond sleep time. Methods Enzymol. 393, 759-772 (2005).
- Seugnet, L., et al. Identifying sleep regulatory genes using a Drosophila model of insomnia. Journal of Neuroscience. 29 (22), 7148-7157 (2009).
- 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).
- Geissmann, Q., et al. Ethoscopes: An open platform for high-throughput ethomics. PLOS Biology. 15 (10), 2003026 (2017).
- 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).
- Huber, R., et al.
- Klose, M., Shaw, P. Sleep-drive reprograms clock neuronal identity through CREB-binding protein induced PDFR expression. bioRxiv. , (2019).
- Dissel, S., et al. Sleep restores behavioral plasticity to Drosophila mutants. Current Biology. 25 (10), 1270-1281 (2015).
- 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).
