Method Article

Uyku Nullifiye Aparatı: Drosophila'dan Yoksun Uykunun Son Derece Verimli Bir Yöntemi

DOI:

10.3791/62105

⸱

December 14th, 2020

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

In This Article

Summary

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

Uyku yoksunluğu, uyku fonksiyonunu ve düzenlemesini araştırmak için güçlü bir araçtır. Uyku Nullifiye Aparatı'nı kullanarak Drosophila'yı uykudan yoksun bırakmak ve yoksunluğun neden olduğu ribaund uykusunun kapsamını belirlemek için bir protokol açıklıyoruz.

Abstract

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

Uyku homeostazisi, uyku kaybının ardından gözlenen uykudaki artış, hayvanlar alemi boyunca uykuyu tanımlamak için kullanılan belirleyici kriterlerden biridir. Sonuç olarak, uyku yoksunluğu ve uyku kısıtlaması, uyku işlevi hakkında fikir vermek için yaygın olarak kullanılan güçlü araçlardır. Bununla birlikte, uyku yoksunluğu deneyleri, yoksunluk uyaranının fizyoloji ve davranışta gözlenen değişikliklerin nedeni olabileceği için doğası gereği sorunludur. Buna göre, başarılı uyku yoksunluğu teknikleri hayvanları uyanık tutmalı ve ideal olarak, çok sayıda istenmeyen sonuç doğurmadan sağlam bir uyku ribaundu ile sonuçlanmalıdır. Burada, Drosophila melanogasteriçin bir uyku yoksunluğu tekniğini tarif ediyoruz. Uyku Nullifiye Aparatı (SNAP), negatif jeotaksisi teşvik etmek için her 10'da bir uyaran uygular. Uyaran öngörülebilir olsa da, SNAP, yüksek uyku sürücüsüne sahip sineklerde bile gece uykusunun% 95'> etkili bir şekilde önler. Daha da önemlisi, sonraki homeostatik yanıt, el yoksunluğu kullanılarak elde edilene çok benzer. Uyaranların zamanlaması ve aralığı, uyku kaybını en aza indirmek ve böylece uyaranın fizyoloji ve davranış üzerindeki spesifik olmayan etkilerini incelemek için değiştirilebilir. SNAP, uyku kısıtlaması ve uyarılma eşiklerini değerlendirmek için de kullanılabilir. SNAP, uyku işlevini daha iyi anlamak için kullanılabilecek güçlü bir uyku bozulması tekniğidir.

Introduction

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

Uyku hayvanlarda evrensele yakındır, ancak işlevi belirsizliğini korumaktadır. Uyku homeostazisi, uyku yoksunluğundan sonra uykudaki telafi edici artış, bir dizi hayvanda uyku durumlarını karakterize etmek için kullanılan uykunun belirleyici bir özelliğidir1, 2,3,4,5.

Sinekte uyku, uyku kaybına sağlam bir homeostatik yanıt da dahil olmak üzere insan uykusu ile birçok benzerliğe sahiptir4,5. Sinekte çok sayıda uyku çalışması, hem uzun uyanmadan tahakkuk eden olumsuz sonuçları inceleyerek uyku fonksiyonunu çıkarmak hem de uykunun homeostatik düzenlemesini kontrol eden nörobiyolojik mekanizmaları belirleyerek uyku düzenlemesini anlamak için uyku yoksunluğunu kullanmıştır. Böylece uykusuz sineklerin öğrenme ve hafızada bozukluklar gösterdiği gösterilmiştir6,7,8,9,10,11,12, yapısal plastisite13,14,15, görsel dikkat16, nöronal yaralanmadan iyileşme17,18, çiftleşme ve agresif davranışlar19, 20, hücre çoğalması21ve oksidatif strese yanıtlar22,23 birkaç isim. Ayrıca, rebound uykuyu kontrol eden nörobiyolojik mekanizmalar üzerine yapılan araştırmalar, uyku homeostat 8 , 9 , 23 , 24,25,26,27,28,29'ı oluşturan nöronal makineler hakkında kritik içgörüler sağladı. . Son olarak, sağlıklı hayvanlarda uyku işlevine dair temel içgörüleri ortaya çıkarmanın yanı sıra, uyku yoksunluğu çalışmaları da hastalıklı durumlarda uyku fonksiyonu hakkında içgörüleri bilgilendirmiş30,31.

Uyku yoksunluğu inkar edilemez derecede güçlü bir araç olsa da, herhangi bir uyku yoksunluğu deneyi ile, genişletilmiş uyanmadan kaynaklanan fenotipleri, hayvanı uyanık tutmak için kullanılan uyaranın neden olduğulardan ayırt etmek önemlidir. El yoksunluğu veya nazik kullanım ile uyku yoksunluğu, genellikle minimal bozucu uyku yoksunluğu için standardı belirlemek olarak kabul edilir. Burada, Uyku Nulllaştırma Aparatı'nı (SNAP) kullanarak sinekleri uykudan yoksun bırakmak için bir protokol açıklıyoruz. SNAP, her 10'larda bir sineklere mekanik bir uyaran sağlayan, negatif jeotaksiyi indükle ederek sinekleri uyanık tutan bir cihazdır (Şekil 1). SNAP, yüksek uyku sürücüsüne sahip sineklerde bile gece uykusunun% >98'inden verimli bir şekilde mahrum eder8,32. SNAP patlamaya duyarlı sineklerde kalibre edilmiştir, SNAP'teki sineklerin ajitasyonu sineklere zarar vermez; SNAP ile uyku yoksunluğu, el yoksunluğu ile elde edilenle karşılaştırılabilir bir ribaund sağlar7. Snap böylece uyandırıcı uyaranın etkilerini kontrol ederken sinekleri mahrum bırakmak için sağlam bir yöntemdir.

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

Protocol

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

1. Deneysel hazırlık

  1. Erkek ve dişi sinekleri ayırarak şişelere dökerken sinekleri toplayın.
    NOT: Uyku deneyleri genellikle dişi sineklerle yapılır. Bakire dişileri toplamak önemlidir. Çift çift dişiler, verilerin analizini zorlaştıran larvalara yumurtadan çıkan yumurtaları bırakacaktır.
  2. Ev, <20'lik gruplar halinde tek bir cinsiyetin sinekleri.
    NOT: Konutlar sosyal olarak zenginleştirilmiş bir ortamda uçar (>50 grupları) uyku sürücüsü6,13 potansiyel olarak şaşırtıcı ribaund uykusu ölçümlerini modüle eder. Ayrıca, sosyal zenginleşmenin ardından, uyku birkaç gün içinde azalacaktır6. Bu nedenle, temel uyku, ribaund uykusunun analizini zorlaştıran kararlı değildir. Sinekleri <20'lik gruplar halinde tutmak bu potansiyel kafa karıştırıcılığı önler.
  3. Sinekleri ışık ve nem kontrollü bir ortamda 3-5 gün boyunca şişelerde tutun.
    NOT: Sineklerin yaşı ve olgunluğu uykuyu güçlü bir şekilde etkiler. Uyku bir günlük sineklerde yüksektir ve 3-5 günlük4yaşına kadar stabilize edilir. Sinekler tipik olarak 12 saat ışıkta tutulur: % 50 nemde 12 saat karanlık program.

2. Uyku kaydı için tüplerin hazırlanması

NOT: Uyku, lokomotor aktivite monitörleri kullanılarak izlenir. Bir monitör, 5 mm çapında tüplerde ayrı ayrı barındırılanmış 32 sinek tutabilir. Tipik olarak, genotipler 16 veya 32 sinekli gruplar halinde analiz edilir.

  1. Bir ucunda sinek yemi olan uygun sayıda tüp hazırlayın.
    NOT: Diyet ve metabolizmanın uyku33,34' ü etkilediği bilinmektedir, bu nedenle sinekleri yetiştirildikleri aynı yiyeceğe yerleştirmek özellikle önemlidir.
  2. Tüplerin ucunu balmumu ile kapatın.
    NOT: Uyku yoksunluğu ve ribaund beş günlük bir deneydir ve uygun şekilde kapatılmazsa yiyecekler kuruyabilir. Düzgün kapatılmış tüplerde, yiyecekler 10 gün veya daha fazla tutulabilir. Bu nedenle, tüplerin uçlarının iyi kapatıldığından emin olmak önemlidir. Bununla birlikte, sinekler ıslak yiyeceklere de yapışabilir. Böylece, deneyin başlamasından 1-2 gün önce tüplerin yapılmasına yardımcı olur.
  3. Bir aspiratör kullanarak uyku kaydı için 65 mm uzunluğunda cam tüplere tek tek uyku cihazı yerleştirin ve tüplerin ucunun bir köpük durdurucu ile takın.
    NOT: Sinekler, uyku kaydı için tüplere yerleştirirken asla CO2 anestezisine tekrar maruz kalmaz. Aspiratör, bir ucu cheesecloth ile kaplı kauçuk borudan yapılır ve 1 mL pipet ucuna yerleştirilir.

3. Uyku kaydı

  1. Uykuyu izlemek için tüplerdeki sinekleri aktivite monitörlerine yükleyin.
    NOT: SNAP kayaçları her ~10 sn'de bir -60° ila +60° arasında ileri geri izler. Monitörler ~5.9s için -60° seviyesinde tutulur; monitörleri tutan tepsinin -60° ila +60° ve ~1 sn'den +60° ila -60° arasında geri hareket etmesi ~2,9 sn sürer. Motora verilen voltaj ayarlanarak çevrim uzunluğu gerektiği gibi değiştirilebilir.
    1. Tüplerin aktivite monitörlerine doğru yönde yerleştirildiklerinden emin olun. Doğru yönde, sineklerin yiyeceğe itilmesini sağlamak için gıda içeren tüpün ucu SNAP'in üst kısmındadır. Ek olarak, yiyecekle ilgili son, uyku kayıt jakı ile monitörün yanındadır. Bu, etkinlik izleyicilerinin aynı anda etkinliği izlerken verimli uyku yoksunluğu için SNAP'te doğru yönlendirilmesini sağlar.
  2. Uykuyu izlemek için etkinlik monitörlerini kayıt odasına yerleştirin.
  3. Temel uykuyu tahmin etmek için uykuyu en az iki tam gün izleyin.
    NOT: Sineklerin aktivite monitörlerine yüklendiği gün, sineklerin tüplerde barındırılmaya uyum sağlamasına izin vermek için genellikle bir adaptasyon günü olarak hariç tutulur. Temel uyku, sineklerin yüklendiği günü takip eden sabahla başlayarak en az iki tam gün (48 saat) kaydedilir.
  4. Belirli bir günde ışıkların zamanından önceki gün ışıklara kadar 1 dakikalık kutulardaki sineklerin lokomotor aktivite sayılarını etkinlik kayıt yazılımı kullanarak kaydedin (örneğin, 08:00-08:00).
  5. Bir uyku35için eşik olarak 5 dakikalık hareketsizlik kullanarak özel makrolarla lokomotor etkinlik verilerinden uykuyu tahmin edin.
    NOT: Bir dizi uyku ölçümü, lokomotor etkinlik sayılarından hesaplanır. Bunlar arasında 24 saatin üzerinde min / s uyku, 24 saatte toplam uyku süresi, ortalama ve maksimum gündüz ve gece uykusu bout uzunlukları36.

4. Uyku yoksunluğu ve iyileşme

  1. Sinekler değişken süreler boyunca (örneğin, 12 saat, 24 saat ve 36 saat) uykusuz bırakılabildiğinden ve iyileşme uykusu çeşitli aralıklarla (örneğin, 6 saat, 12 saat, 24 saat ve 48 saat) değerlendirilebildiğinden, deneysel ihtıyatı ile iyileşme süresini belirler. Uyku iyileşmesi, bir uyku kazancı/ kaybı grafiği kullanılarak veya önceden belirlenmiş bir aralıkla (örneğin, 6 saat) kurtarılan yüzde uyku incelenerek görselleştirilebilir.
  2. Uyku iki temel gün boyunca sabitse, üçüncü gün, gece uykusuzluğu için etkinlik monitörlerini SNAP'e yerleştirin.
    NOT: Sinekler, 8 , 32,37,38uyku zamanları aralığında sağlam bir uyku ribaundu sergiler, ancak uykunun ribaund uykuyu güvenilir bir şekilde değerlendirmek için kararlı olması gerekir. Temel günler arasındaki uyku farkı 100 dakika ± olduğunda uyku sabittir.
  3. Etkinlik monitörlerinin monitör tutucu pimleri, monitör kabloları takılı ve arkası gıda ve önde plastik bariyerlerle doğru yönlendirilmiş monitörlerle sabitlendiğini unutmayın (Şekil 1).
    NOT: SNAP, kam her 10 sn'de bir dönecek şekilde tasarlanmıştır (Şekil 1). Plastik kesici uç, aparat "yukarı" konumundayken tüpleri geri iterek tüpleri sıfırlar. Tüplerin sıfırlanması, tüm tüplerin her döngünün başında tam hareket aralığına sahip olmasını sağlamak için önemlidir.
  4. Etkinlik monitörlerinin fişini çekin ve gece uykusuzluğundan sonra ışıklar yandıktan hemen sonra monitörleri SNAP'den çıkarın.
    NOT: Uyku yoksunluğunun sona erdirilmesi ve sineklerin 12 saat gece uykusuzluğundan sonra ışıklar yansın hemen iyileşmeye yerleştirilmesi kritik öneme sahiptir. Sinekleri iyileşmeye yerleştirmede 20-30 dakikalık bir gecikme bile ribaund uykusunun boyutunu engelleyebilir.
  5. İyileşme uykularını izlemek için sinekleri iki gün (48 saat) rahatsız edilmeyecekleri bir kayıt odasına yerleştirin.
    NOT: Kayıt odası diğer deneyler için kullanılıyorsa, geri kazanıcı sinekleri uyarmamak için ekstra özen uygulanmalıdır.
  6. Kaybedilen uyku miktarını hesaplayın. Her bir sinek için, uyku yoksunluğu sırasında elde edilen uyku ile taban çizgisi sırasında ilgili saat arasındaki saatlik farkı hesaplayın; kaybedilen toplam uykuyu hesaplamak için saatlik farkları toplayın.
  7. Kurtarılan uyku miktarını hesaplayın. Her bir sinek için, kurtarma sırasında elde edilen uyku ile taban çizgisi sırasında ilgili saat arasındaki saatlik farkı hesaplayın; kazanılan toplam uykuyu hesaplamak için saatlik farkları toplayın.
    NOT: Bir sineğin gerçekten uykusuz olup olmadığı ampiriktir. Bu nedenle, deneyci kaybedilen uyku yüzdesini incelemelidir. Sinek yeterli miktarda uyku kaybetmediyse, analizden hariç tutulabilir. Bu diğer uyku yoksunluğu yaklaşımları için gerekli olsa da, SNAP için nadiren gereklidir. Daha yaygın olarak, uyku yoksunluğu başlatıl işlemden önce belirli bir sinekte uyku sabit olmayabilir. Uyku stabil değilse, homeostaz hesaplanamaz. Uyku yoksunluğunun başlatılmasından önce hesaplanan maksimum ± 100 dakikalık uyku farkını dahil etme adayı olarak kabul ediyoruz. Bazen, bireysel bir sinek uykusu 24 saat boyunca eşit olmayan bir şekilde dağıtılır (örneğin, bazı bireyler gün boyunca uyku kotalarının% 60-70'ini alabilir ve böylece geceleri 12 saat boyunca yoksun bırakıldığında 24 saat uyku kotalarının sadece küçük bir oranını kaybedebilir). Bu sinekler ayrı ayrı değerlendirilebilir.
  8. Her genotip için kurtarma süresinin 12 h, 24 h ve 48 h üzerinde kurtarılan ortalama uyku yüzdesini (taban çizgisine göre) hesaplayın.
  9. Uyku verilerinden, taban çizgisi ve her genotip için kurtarma gün ortalama ve maksimum gündüz uyku bout uzunluğunu hesapla.
    NOT: Sineklerde ribaund uykusu, iyileşme günlerinde artan uyku miktarı ve artan uyku derinliği ile karakterizedir. Uyku konsolidasyonu, uyku derinliğinin ölçüsü olarak kullanılır. Uyarılma eşikleri uyku derinliğinin bir ölçüsü olarak da kullanılabilir.

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

Results

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

Kanton S (Cs) vahşi tip suş olarak kullanılmıştır. Sinekler 12 saat ışıkta tutuldu: 12 saat karanlık program ve gece boyunca 12 saat uykusuz kaldı. Temel günde Cs sineklerinin uyku profillerinin incelenmesi (bs), uyku yoksunluğu günü (sd) ve iki iyileşme günü (rec1 ve rec2) (Şekil 2A),sineklerin SNAP'te etkili bir şekilde uykusuz kaldığını ve literatürde gözlemlenen raporlarla tutarlı olarak gün içinde iyileştiğini göstermektedir4...

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

Discussion

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

Drosophila'da uyku bağımsız olarak 2000 yılında, iki grup tarafından karakterize edildi4,5. Bu öncü çalışmalarda sinekler nazik bir şekilde ele alarak uykudan mahrum bırakıldı (yani el yoksunluğu) ve gece uykusuzluğuna karşı sağlam bir homeostatik tepki sergiledikleri gösterilmiştir. Daha da önemlisi, herhangi bir uyku yoksunluğu deneyi ile, hayvanı uyanık tutmak için kullanılan yöntemin potansiyel şaşırtıcı etkilerini kontrol etmek çok önemlidir. El yok...

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

Disclosures

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

Yazarların açıklayacak bir şeyi yok.

Acknowledgements

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

Bu çalışma NIH tarafından PJS'ye 5R01NS051305-14 ve 5R01NS076980-08 hibeleri ile desteklendi.

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

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
< güçlü > Lokomotor aktivite tüpleri< / güçlü >
Fisher Doku Hazırlama BalmumuThermo Fisher13404-122Tüpleri sızdırmaz hale getirmek için kullanılan balmumu
Cam tüplerWale Aparatı2440505mm çapında Pyrex cam kesiyoruz ve nbsp; 65 mm uzunluğundaki tüplere tüpler ve nbsp; uykuyu kaydetmek için. Önceden kesilmiş tüpler ve nbsp; ayrıca satın alınabilir.
Nutri Fly Bloomington Formülasyonu sinek yemiGenesee Scientific66-113Labs kendi sinek yemi tarifini kullanabilir. Uykunun, sineklerin yetiştirildiği aynı yiyecekler üzerinde kaydedilmesi önemlidir.
Döner cam kesme aletiDremel Multi Pro39565 mm uzunluğundaki cam tüpleri kesmek için kullanılır.
Monitoring Sleep
DAM System ve DAMFileScan yazılımıDAM monitörlerinden veri almak ve elde edilen verileri uygun bir formatta kaydetmek için kullanılanTrikinetik
Veri toplama bilgisayarıLenovo Fikir Merkezi AIO3Herhangi bir üreticinin eşdeğer bir bilgisayarı
Drosophila'nın yerini alabilir Etkinlik MonitörleriTrikinetikDAM2Bu monitörler sineklerin lokomotor aktivitesini kaydetmek için kullanılır
Çevre MonitörüTrikinetikDEnMGerekli değildir, ancak uykunun kaydedildiği odadaki çevresel koşulları izlemenin kolay bir yolu
Işık KontrolTrikinetikLC4SNAP'in ne zaman açılıp kapatıldığını kontrol etmenin uygun bir yolu
DAMiçin Güç Kaynağı Arabirim BirimiTrikinetikPSIU-9Veri toplama bilgisayarlarının Trikinetik lokomotor aktivite verilerini kaydetmesi için gereklidir
RJ11 konektörü7001-64PCMulticompDAM monitörleri RJ11 jaklarını kabul eder
BölücülerTrikinetikSPLT55 adede kadar DAM monitörü bağlamak için kullanılır
Telefon kablosu kablosu kablosuRadioshack278-367DAM monitörlerinden
veri almak için telefon kabloları< güçlü > Uyku Yoksunluğu< / güçlü >
Güç kaynağıGw INSTEKGPS-30300Aparatı için güç kaynağı
Washington Üniversitesi Tıp Fakültesi makine atölyesi
Yazılım Cihazı SNAP Uyku Geçersiz Kılma

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