Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.

Yöntem makalesi

Sirkadiyen Rave Sistemi: Her Türlü Işık Tabanlı Deney için Uygun Fiyatlı, Açık Kaynaklı ve Yapımı Kolay Bir Sistem

698 görüntülenme

⸱

DOI:

10.3791/68611

⸱

26 Eylül 2025

 ,  ,  ,  ,  ,  , 
1School of Biochemistry, University of Bristol, 2School of Physiology, Pharmacology, and Neuroscience, University of Bristol, 3Neuroscience and Mental Health Innovation Institute, School of Biosciences, Cardiff University

Bu makalede

Özet

Burada, birden fazla karmaşık ışık rejimini yönetmek için Arduino tabanlı bir ışık yayan diyot (LED) denetleyicisi olan Circadian Rave System'i oluşturmak, programlamak ve çalıştırmak için bir protokol açıklıyoruz.

Özet

Aydınlatmanın hassas kontrolünün tüm biyolojik bilimlerde geniş uygulamaları vardır, ancak hiçbiri sirkadiyen araştırmalarda olduğu kadar değildir. Dünyadaki yaşam, 24 saatlik güneş gününe sürüklenen fizyoloji ve davranışın endojen düzenleyicileri olan sirkadiyen saatler geliştirmiştir. Saati incelemek için araştırmacılar, sirkadiyen ritimleri sürüklemek için ışığın veya sıcaklığın deneysel manipülasyonuna güveniyorlar. Çoğu laboratuvar şu anda doğal gündüz ve gece döngüsünü taklit etmek veya bozmak için ticari olarak temin edilebilen veya şirket içi aydınlatma ekipmanlarını kullanıyor. Bu sistemler sınırlı programlanabilirlik ve hassasiyet sunar, standardizasyondan yoksundur ve bazı durumlarda uygun fiyattan yoksundur. Bu sorunları çözmek için, birden fazla bağımsız ışık kutusunun hassas kontrolüne olanak tanıyan özel bir yazılım ve donanım paketi olan Circadian Rave System'i geliştirdik. Gelecekteki araştırmaların bu sistemin kullanımıyla standartlaştırılabilmesi amacıyla yazılımı ayrıntılı donanım oluşturma kılavuzlarıyla birlikte açık kaynak haline getirdik. Bu sistemin işlevselliğini ve sirkadiyen deneylerdeki faydasını göstermek için, ışık manipülasyonu yoluyla sirkadiyen senkronizasyonu ve bozulmayı göstermek için Drosophila'nın çeşitli ışık paradigmalarında uzun ömürlülüğünü ve aktivitesini ölçtük. Sonuç olarak, elektronik veya programlama konusunda minimum ön bilgiye sahip herhangi bir araştırmacı tarafından şirket içinde oluşturulabilecek standartlaştırılmış, ölçeklenebilir ve uygun fiyatlı bir aydınlatma sistemi geliştirdik.

Giriş

Işığın hassas kontrolü, hayvanları içeren hemen hemen her deneyde kritik öneme sahiptir. Bu tür hayvanların laboratuvarda yetiştirilmesi için, karmaşık aydınlık ve karanlık döngü rejimlerini programlamak için sınırlı kapasiteye sahip ticari olarak temin edilebilen inkübatörler satın alınabilir. Karmaşık aydınlatma rejimlerini programlama yeteneği birçok çalışma alanı için gereklidir, ancak sirkadiyen araştırmalarda kritik öneme sahiptir. Güneş gününe sürüklenen sirkadiyen saat, böceklerden memelilere kadar fizyoloji ve davranıştaki değişiklikleri düzenleyen endojen bir osilatördür1. Bu nedenle, sirkadiyen araştırmalar, gelişme2, bağışıklık3 ve insan hastalık patolojisi4 gibi birçok biyolojik araştırma alanına nüfuz etmeye başlamıştır. Sirkadiyen saatle ilgili çalışmalar, zamanlama, yoğunluk ve döngü 5,6'nın hassas kontrolü yoluyla saati manipüle etmek ve hatta bozmak için büyük ölçüde ışık veya sıcaklığın kullanılmasına dayanır. Şu anda, sirkadiyen deneylerde kullanılmak üzere bu değişkenleri kontrol etmek için uygun maliyetli, ölçeklenebilir ve standartlaştırılmış bir sisteme ihtiyaç vardır.

Endojen sirkadiyen saati manipüle etmenin yanı sıra, transgenlerin in vivo ve in vitro ekspresyonunu kontrol etmek için belirli ışık dalga boylarını kullanan çeşitli optogenetik araçlar geliştirilmiştir. Örneğin, Drosophila melanogaster'ın muazzam genetik izlenebilirliği, araştırmacıların kullanımına sunulan birçok optogenetik araçla sonuçlanmıştır. Örneğin, Gal4 transkripsiyon faktörünün ışığa duyarlı shineGal4 varyantı, mavi ışığa maruz kaldığında aktive olabilir ve birçok laboratuvar 7,8,9 tarafından rutin olarak kullanılan bir araçtır. Araştırmacılar, ışıkları manuel olarak açarak veya lazer indüksiyonu yoluyla ışık değişiklikleri elde etme eğilimindedir, ancak her iki yöntem de deneysel tasarım ve uygulama sırasında lojistik ve teknik kısıtlamalar getirebilir. Işığın başlangıcını, durmasını, belirli dalga boyunu, döngüsünü ve yoğunluğunu (dozajını) programlama yeteneği son derece faydalı olacaktır.

Araştırmacılara aydınlatma koşulları üzerinde tam kontrol sağlamak için Sirkadiyen Rave Sistemini (CRS) tasarladık. Bu, araştırmacılar tarafından oluşturulabilen ve uyarlanabilen, aydınlatma rejimlerinin tamamen özelleştirilmesine olanak tanıyan alternatif, uygun fiyatlı ve kendin yap (DIY) bir sistemdir. Sistem, altı adede kadar bağımsız LED kanalını kontrol edebilen bir Arduino mikrodenetleyicisine dayanır ve bu da sistemi uygun maliyetli ve ölçeklenebilir hale getirir. Arduino gibi mikrodenetleyiciler, kullanım kolaylığı nedeniyle birçok DIY laboratuvar ekipmanı yapımında başarıyla kullanılmıştır 10,11,12. Bu sistem mevcut inkübatörlerde kullanılabilir ve tipik deneysel sıcaklıklarda başarıyla test edilerek geniş bir işlevsellik yelpazesi (4-37 °C) sağlar. Kullanıcılar, CRS'yi birden fazla işletim sistemi için geliştirilmiş ısmarlama, açık kaynaklı yazılım aracılığıyla programlayabilir. Yazılım, güneş ışığı modellerini daha yakından taklit etmek için karmaşık ışık rejimlerinin programlanmasına olanak tanıyan, kullanımı kolay bir kullanıcı arayüzüne sahiptir. Bu özel ışık rejimleri oluşturulabilir, kaydedilebilir ve daha sonra mikrodenetleyiciye yüklenebilir, böylece önceden oluşturulmuş bir dizi ışık rejimi kullanılabilir ve deney kurulumu sırasında zamandan tasarruf edilebilir. Cihaz programlandıktan sonra bilgisayarla bağlantısı kesilebilir, bu da aydınlatma rejimlerini çalıştırmak için özel bilgisayarlar gerektiren geleneksel sistemlere kıyasla ölçeklenebilirlik sağlar. CRS'nin güvenilirliğini test etmek için, CRS tarafından üretilen çeşitli ışık rejimlerine maruz kalan Drosophila üzerinde yaşam süresi ve aktivite analizi gerçekleştirdik. CRS'nin aylarca sürekli olarak birden fazla aydınlatma rejimini güvenilir bir şekilde yürüttüğü bulundu.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Protokol

1. CRS'yi Oluşturmak

NOT: CRS, araştırmacılar tarafından şirket içinde oluşturulmak üzere tasarlanmıştır ve bu nedenle tüm bileşenler ticari olarak birden fazla satıcıdan temin edilebilir (Malzeme Tablosu). İstisnalar, PCB baskı uzmanları tarafından veya yazarlarla iletişime geçilerek ticari olarak üretilmesi gereken baskılı devre kartlarıdır (PCB). Ticari üretim için Gerber dosyaları GitHub deposundadır (@Trincatalyst/CRS/Hardware/gerber/microcontroller_PCB). Üniversite mühendislik bölümlerinde genellikle PCB baskı tesisleri bulunur. Aşağıda tek bir CRS ünitesinin nasıl oluşturulacağı, kalite kontrolünün nasıl yapılacağı ve programlanacağı hakkında ayrıntılı talimatlar bulunmaktadır.

  1. Devrenin montajı
    1. Üstten montajlı elektrikli bileşenleri mikrodenetleyici PCB'sine lehimleyin. Arduino A1 konektör pinleri, alttan monte edilen tek bileşenlerdir. Bileşenlerin PCB üzerine yerleştirilmesi, PCB üzerindeki harf-sayı etiketine karşılık gelir (Tablo 1). Lehimli bağlantıları bir multimetre ile test edin.
    2. A1 bağlantılarını kullanarak Arduino'yu monte edilmiş PCB'nin alt tarafına yerleştirin.
    3. LED'leri veya LED şeritleri 12 V'luk bir kablo teline (en az 1 m uzunluğunda olması önerilir) lehimleyin ve 12 V kablonun pozitif ve negatif uçlarını PCB terminal bloğuna vidalayın ve ardından bir tornavidayla yerine sabitleyin.
      NOT: Özel LED PCB'ler (@Trincatalyst/CRS/Donanım/gerber/LED_PCB) LED şeritlere alternatif olarak kullanılabilir; her LED PCB tek bir LED'i barındırır. Bu, bilinen ve ayrık emisyon spektrumlarına sahip LED'lerin kullanılması avantajını sunar.
    4. Altı kanalın her biri için 1.1.3 adımını tekrarlayın.
      NOT: LED şeritler kullanılıyorsa, her LED kanalı 400 mA'ya kadar akımı işleyebilir, bu da maksimum 20x LED'e (her biri 20 mA) tekabül eder. Bu nedenle sistem, altı çıkış kanalının her birine 5 adede kadar LED takılı 20 V LED şeritlerle kullanılmak üzere tasarlanmıştır.
  2. Bina CRS muhafazası
    1. Devrelerin güvenliğini ve uzun ömürlülüğünü sağlamak için CRS'yi (PCB ve Arduino) kapatın.
      NOT: GitHub deposu, hem PLA hem de ABS'de başarıyla basılan ve cihazı koruyan 3B yazdırılabilir bir muhafazaya sahiptir (@Trincatalyst/CRS/Hardware/CRS_enclosure).
  3. LED muhafazalar
    1. Ya LED'leri doğrudan inkübatörlere entegre ederek önceden var olan aydınlatma kurulumlarını değiştirin ya da bunları tek bir inkübatörde istiflenebilecek özel muhafazalara yerleştirin (Şekil 1).
    2. Ismarlama muhafazalar, artan ölçeklenebilirlik, uygun fiyat ve azaltılmış alan gereksinimleri gibi avantajlar sunar. Bahşiş kutuları gibi laboratuvar plastiklerinin geri dönüşümü maliyetleri daha da azaltabilir (Şekil 1D). Işık sızıntısını önlemek için bu geri dönüştürülmüş kutuları yalıtım bandıyla "karartın". Bununla birlikte, daha dayanıklı bir çözüm için, başarıyla test edilmiş akrilikten makine muhafazaları (@Trincatalyst/CRS/Donanım/LED_enclosure).
      NOT: Sızıntı, paralel olarak çalışan yakındaki diğer deneyleri karıştırabileceğinden, muhafazanın ışığa dayanıklı olduğunu test ettiğinizden emin olun ve küçük bir kapta LED şeritler kullanılıyorsa LED'lerin dahili kap sıcaklığını artırmadığını test edin.
  4. CRS'ye ürün yazılımı yükleme
    1. İki dosyadan oluşan CRS ürün yazılımını indirin: definition.h ve CircadianRaveSystem.ino dosyaları. Her ikisi de GitHub deposunda (@Trincatalyst/CRS/Software/PCB_firmware) bulunabilir.
    2. Arduino entegre geliştirme ortamı (IDE) yazılımını www.arduino.cc/software'den indirip yükleyin.
    3. Arduino'yu bir USB kablosuyla bilgisayara bağlayın ve Arduino IDE içinde doğru Arduino iletişim (COM) bağlantı noktasını seçin ve bir bağlantı kurun.
      NOT: Ürün yazılımı yapılandırması sırasında Arduino'nun PCB devresine bağlanmasına gerek yoktur.
    4. Ardından, Dosya > Aç'a gidin ve definition.h ve CircadianRaveSystem.ino dosyalarını içeren klasörü seçin.
    5. Yeni bir IDE penceresi açıldığında Doğrula'ya ve ardından karşıya yükle'ye tıklayın. Bu, bellenimi Arduino'ya yükleyecektir. Çıkış terminali bir tamamlama çıkışı göstermelidir.
    6. Artık CRS olarak kullanılmaya hazır olan Arduino'nun bağlantısını kesin.
  5. CRS'yi açma
    1. PCB güç haznesine 5 A kapasiteli 2.5 V'luk bir güç kaynağı takarak CRS'ye güç verin.
      NOT: Her LED kanalı, her biri 400 mA'da maksimum 20x LED'e tekabül eden 20 mA'ya kadar akımı işleyecek şekilde tasarlanmıştır. Sistem, altı çıkış kanalının her birine 5 adede kadar LED takılı 20 V LED şeritlerle kullanılmak üzere tasarlanmıştır. PCB, 3 A sürekli akımda tetiklenen bir aşırı gerilim ve aşırı akım koruma cihazı ile donatılmıştır veya kullanıcı 6.2 V'u aşan bir güç kaynağı voltajı takarsa güç kesilir.
  6. CRS'nin kalite testi
    1. CRS ile deneyler yapmadan önce, CRS'ye bağlı her bir LED/LED şeridin en az 2 gün boyunca güvenilir bir şekilde çalıştığını test edin. Bunu yapmak için GitHub deposunda (@Trincatalyst/CRS/Software/Test/CRS_test_2days.txt) bulunan CRS_test_profile.txt dosyasını çalıştırın veya CRS yazılımı içinde hafif bir rejim tasarlayın. Profil yükleme adım 2.6'da CRS_test_2days.txt dosyasının nasıl çalıştırılacağına ilişkin talimatlar bulunur.

2. Bir deney çalıştırma

  1. Karmaşık aydınlatma rejimlerinin programlanmasına, çalıştırılmasına ve kontrol edilmesine olanak tanıyan CRS yazılımını yüklemek için sonraki adımları izleyin.
  2. CRS yazılımının yüklenmesi
    1. CRS yazılımını doğrudan GitHub deposundan (@CRS/CRS_software) indirin.
      NOT: Yazılım kapsamlı bir şekilde test edilmiştir ve aşağıdaki işletim sistemleriyle tamamen uyumludur:
      Windows 10 ve 11 için @Trincatalyst/CRS/Software/bin/Circadian-Rave-System-v1.2-win.zip indirin.
      macOS Ventura için @Trincatalyst/CRS/Software/bin/Circadian-Rave-System-v1.2-win.zip indirin.
    2. İndirilen CRS yazılımını bulun ve açın. Bu, kurulumu başlatacak ve tamamlandığında kullanıma hazır olacaktır.
      NOT: Yazılımın konumunu daha erişilebilir bir klasörle değiştirmeniz önerilir.
  3. CRS cihazına bağlanma
    1. CRS'yi açın.
    2. CRS cihazını CRS yazılımı önceden yüklenmiş bir bilgisayara bağlamak için Future Technology Devices International (FTDI) kablosunu kullanın.
    3. CRS yazılımını açın, ardından Bağlantı Noktası Seç açılır menüsü Görüntüle sekmesinde CRS'yi seçin ve altı LED tablosunun tümü bağlandığında güncellenmelidir. Denemeler çalışıyorsa, her profil buna göre güncellenir. Her CRS LED'i artık programlanmaya hazırdır.
  4. CRS'nin Programlanması
    NOT: CRS, sirkadiyen deneyler göz önünde bulundurularak tasarlanmıştır ve mümkün olduğunca çok ilgili işlevsellik eklenmiştir. Örneğin, tipik bir karmaşık deney, günlere yayılan ışık sürüklenmesini, ardından birkaç gün karanlık ve ardından başka bir yeniden sürüklenmeyi gerektirebilir.
    1. Deneyden önce deneyi CRS'de tamamen programlayın. Birden altıya kadar olan LED sekmelerini kullanarak altı çıkış kanalının her birindeki LED'lerin/LED şeritlerin her birini bağımsız olarak programlayın (Şekil 1B). Her LED sekmesinde programlanan aydınlatma rejimlerinin grafiksel bir temsilini bulun ve programlama sırasında referans olarak kullanın.
    2. Aydınlatma rejimleri üç farklı adıma ayrılmıştır ve her birinin bir ışık yoğunluğu ve süresi ayarlanabilir. Adım 1 ve 3 döngü yapar ve farklı LED kanalları arasında senkronizasyon adımları olarak işlev görebilir, yani numunelerin farklı zamanlarda LED muhafazalarına yüklenmesine izin verir. Tipik olarak 24 saatlik bir süreyi kapsayacak şekilde programlanmış bir döngü geçişi kullanarak 2. adımı tekrarlayın.
    3. T1, T2, T3 ve T4'ün ışık yoğunluğunu ve sürelerini değiştirerek karmaşık ışık rejimleri oluşturulur. T1 ve T3, doğal günü ve ışık döngüsünü daha yakından taklit ederek, ışık yoğunluğunun artmasına ve azalmasına izin veren ara ürünler olarak hareket eder. Bir program ayarlandıktan sonra kaydedin ve çalıştırın.
      NOT: Programlanmış bir ışık rejimi çalışırken, grafik rejimi buna göre güncellenecek ve Görünüm sekmesi güncellenecektir.
  5. Işık profillerinin depolanması ve yüklenmesi
    1. Deneyler arasında tekrarlanan ışık rejimleri için, profili CRS tarafından okunabilir bir txt dosyasına dönüştürecek olan Kaydet düğmesini kullanarak profili kaydedin.
    2. Yükle düğmesini kullanarak önceden kaydedilmiş profilleri CRS'ye yükleyin ve gelecekteki programlamayı hızlandırın.
  6. Profillerin yüklenmesi ve çalıştırılması
    1. Test için her LED şerit için test cihazı profilini aynı anda çalıştırın. LED sekmelerine gidin, Profili yükle'ye tıklayın ve CRS_test_profile.txt'ye tıklayın.
    2. Profili CRS'ye yüklemek için Program'a tıklayın. Grafik, profil istatistikleriyle birlikte güncellenmelidir.
    3. Başlat'a tıkladığınızda grafik, çalıştırmanın ilerleyişiyle canlı olarak güncellenir. Bunu altı LED profilinin tümü için tekrarlayın.
  7. CRS donanımıyla bağlantıyı kesme
    1. Görünüm sekmesinde bulunan Bağlantıyı Kes düğmesiyle bağlantıyı kesin. Şimdi, FTRI kablosunu güvenli bir şekilde çıkarın.
  8. Deneylerin ilerlemesini kontrol etme
    1. CRS çalışırken ışık rejimlerinin durumunu kontrol etmek için CRS yazılımını açın, ardından Görüntüle sekmesinde Bağlantı Noktası Seç açılır menüsüne tıklayın ve CRS'yi seçin. Görünüm sekmesi, altı LED sekmesinin tümünün tüm güncel bilgilerini içerir. Daha önce açıklandığı gibi bağlantıyı kesin.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Sonuçlar

CRS'ye genel bakış
CRS, kullanıcıların cihaz başına altı adede kadar bağımsız LED şerit için karmaşık aydınlatma rejimlerini programlamasına olanak tanıyan bir donanım ve yazılım kombinasyonudur (Şekil 1A). Yazılım GitHub deposundan (@Trincatalyst/CRS/Software) kolayca indirilebilir ve yazılımın ana sayfasında daha ayrıntılı kullanım talimatları bulunabilir (Şekil 1B). Donanım, uygun fiyatlı ve herkes tarafından oluşturulması kolay olacak şek...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Tartışma

Işığın fizyolojiyi ve davranışı nasıl etkilediğini araştırmak için, tipik olarak birden fazla koşulun paralel olarak çalıştığı karmaşık aydınlatma programları gereklidir. Işığa maruz kalma zamanlamasının ve yoğunluğunun hassas kontrolü, bu sirkadiyen deneylerde güvenilir ve tekrarlanabilir veriler için de anahtardır. Işık döngüsü, piyasada bulunan inkübatörler veya mekanik zamanlayıcı fişlerine bağlı LED'ler ile gerçekleştirilebilir. Bununla birlikte, bu sistemler karmaşık ışık döngüsü p...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Açıklamalar

Yazarların açıklayacak hiçbir şeyi yoktur

Teşekkürler

DAM sisteminin kullanımı ve kurulum rehberliği için Dr Edgar Buhl ve Prof James Hodge'a teşekkür ederiz. Ayrıca CRS'nin geliştirilmesindeki desteği ve rehberliği için Prof Paul Martin'e de teşekkür ederiz. Bu çalışma, Prof Paul Martin'e verilen BBSRC hibesi BB/T001984/1 ile desteklenmiştir.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi
AdŞirketKatalog numarasıYorumlar
0.1 &mikro; F Seramik KondansatörFarnell 2507749Miktar = 2
100 kΩ eksenel THT direnç 250 mWFarnell 3951804Miktar = 6
100 Ω eksenel THT direnç 250 mWFarnell 3496799Miktar = 6
1 &mikro; F Seramik KondansatörFarnell 2819603Miktar = 2
2.54 mm aralıklı Delikli Header Yatay Montaj - FTDI Farnell 3756363Miktar = 6
Arduino Başlıkları 10Farnell 1593417Miktar = 1
Arduino Başlıkları 3Farnell 1593412Miktar = 1
Arduino Başlıkları 8Farnell 1593416Miktar = 1
Arduino Uno R3Arduino A000066Miktar = 1
Namlu KrikosuFarnell 224959Miktar = 1
Sirkadiyen Rave Sistemi PCB'siMartin LaboratuvarıMartin Laboratuvarı1 (120 şerit veya LED PCB'li 1 LED bileşeni)
Diyot Farnell 4245041Miktar = 1
eFuse Devre KorumasıFarnell 4178928Miktar = 1
FTDI KablosuFarnell 2419945Miktar = 1
LedRS 855-5933LED PCB'li 120 şerit veya 1 LED bileşeni
GÜÇ KAYNAĞI 15WFarnell 2815857Miktar = 1
Vida Terminalleri Farnell 2314973Miktar = 6
ST Mikroelektronik N-Kanal MOSFET STP30NF10Farnell 9946403Miktar = 6

Kaynaklar

  1. Takahashi, J. S. Transcriptional architecture of the mammalian circadian clock. Nat Rev Genet. 18 (3), 164-179 (2017).
  2. Vallone, D., Lahiri, K., Dickmeis, T., Foulkes, N. S. Start the clock! Circadian rhythms and development. Dev Dyn. 236 (1), 142-155 (2007).
  3. Curtis, A. M., Bellet, M. M., Sassone-Corsi, P., O'neill, L. A. Circadian clock proteins and immunity. Immunity. 40 (2), 178-186 (2014).
  4. Kondratova, A. A., Kondratov, R. V. The circadian clock and pathology of the ageing brain. Nat Rev Neurosci. 13 (5), 325-335 (2012).
  5. Du, L. Y., et al. The innate immune cell response to bacterial infection in larval zebrafish is light-regulated. Sci Rep. 7 (1), 12657(2017).
  6. Foster, R. G., Hughes, S., Peirson, S. N. Circadian photoentrainment in mice and humans. Biology (Basel). 9 (7), 180(2020).
  7. Duffy, J. B. Gal4 system in Drosophila: A fly geneticist's Swiss army knife. Genesis. 34 (1-2), 1-15 (2002).
  8. Qian, Y., Li, T., Zhou, S., Chen, X., Yang, Y. A single-component optogenetic Gal4-UAS system allows stringent control of gene expression in zebrafish and Drosophila. ACS Synth Biol. 12 (3), 664-671 (2023).
  9. Di Pietro, F., et al. Rapid and robust optogenetic control of gene expression in Drosophila. Dev Cell. 56 (24), 3393-3404.e7 (2021).
  10. Ragazzini, G., et al. A fully integrated Arduino-based system for the application of stretching stimuli to living cells and their time-lapse observation: A do-it-yourself biology approach. Ann Biomed Eng. 49 (9), 2243-2259 (2021).
  11. Repina, N. A., et al. Engineered illumination devices for optogenetic control of cellular signaling dynamics. Cell Rep. 31 (10), 107737(2020).
  12. Mclean, K. M., Pasulka, A. L., Bockmon, E. E. A low-cost, accessible, and high-performing Arduino-based seawater pH control system for biological applications. HardwareX. 10, e00247(2021).
  13. Kouser, S., Shakunthala Palaksha, V. Study on fitness of Drosophila melanogaster in different light regimes. Biol Rhythm Res. 45 (2), 293-300 (2014).
  14. Sheeba, V., Sharma, V. K., Shubha, K., Chandrashekaran, M. K., Joshi, A. The effect of different light regimes on adult life span in Drosophila melanogaster is partly mediated through reproductive output. J Biol Rhythms. 15 (5), 380-392 (2000).
  15. Allemand, R., Cohet, Y., David, J. Increase in the longevity of adult Drosophila melanogaster kept in permanent darkness. Exp Gerontol. 8 (5), 279-283 (1973).
  16. Vollmers, C., et al. Time of feeding and the intrinsic circadian clock drive rhythms in hepatic gene expression. Proc Natl Acad Sci U S A. 106 (50), 21453-21458 (2009).
  17. Ogueta, M., Rodriguez, L. G. Open source LED controller for circadian experiments. bioRxiv. , (2018).
  18. Truong, V. H., Myung, J. Locobox: Modular hardware and open-source software for circadian entrainment and behavioral monitoring in home cages. Sensors (Basel). 23 (23), 9469(2023).
  19. Zhang, K., Timilsina, S., Waguespack, M., Kercher, E. M., Spring, B. Q. An open-source LED array illumination system for automated multiwell plate cell culture photodynamic therapy experiments. Sci Rep. 12 (1), 19341(2022).
  20. Benman, W., et al. High-throughput feedback-enabled optogenetic stimulation and spectroscopy in microwell plates. Commun Biol. 6 (1), 1192(2023).
  21. Walmsley, L., et al. Colour as a signal for entraining the mammalian circadian clock. Plos Biology. 13 (4), e1002127(2015).
  22. Steel, L. C. E., Tam, S. K. E., Brown, L. A., Foster, R. G., Peirson, S. N. Light sampling behaviour regulates circadian entrainment in mice. BMC Biol. 22 (1), 208(2024).
  23. West, K. E., et al. Blue light from light-emitting diodes elicits a dose-dependent suppression of melatonin in humans. J Appl Physiol (1985). 110 (3), 619-626 (2011).
  24. Gooley, J. J., et al. Exposure to room light before bedtime suppresses melatonin onset and shortens melatonin duration in humans. J Clin Endocrinol Metab. 96 (3), E463-E472 (2011).
  25. Steindal, I. A. F., Whitmore, D. Zebrafish circadian clock entrainment and the importance of broad spectral light sensitivity. Front Physiol. 11, 1002(2020).
  26. Lockley, S. W., Brainard, G. C., Czeisler, C. A. High sensitivity of the human circadian melatonin rhythm to resetting by short wavelength light. J Clin Endocrinol Metab. 88 (9), 4502-4505 (2003).
  27. Villamizar, N., Vera, L. M., Foulkes, N. S., Sanchez-Vazquez, F. J. Effect of lighting conditions on zebrafish growth and development. Zebrafish. 11 (2), 173-181 (2014).
  28. Zhang, S., et al. Signalling entrains the peripheral circadian clock. Cell Signal. 69, 109433(2020).
  29. Wheeler, D. A., Hamblen-Coyle, M. J., Dushay, M. S., Hall, J. C. Behavior in light-dark cycles of drosophila mutants that are arrhythmic, blind, or both. J Biol Rhythms. 8 (1), 67-94 (1993).
  30. Pemmari, A., et al. Widespread regulation of gene expression by glucocorticoids in chondrocytes from patients with osteoarthritis as determined by RNA-Seq. Arthritis Res Ther. 22 (1), 271(2020).
  31. Kathirvel, K., et al. Short and long-term effect of dexamethasone on the transcriptome profile of primary human trabecular meshwork cells in vitro. Sci Rep. 12 (1), 8299(2022).

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Yeniden basım ve izinler

Etiketler

Sirkadiyen Ara t rmalarSirkadiyen RitimlerAyd nlatma KontrolA k Kaynakl Donan mDrosophila AktivitesiI k Manip lasyonuSirkadiyen SenkronizasyonUygun Maliyetli Ayd nlatma SistemiBiyolojik Saatler
Bize Ulaşın
Kütüphaneye Öner

Gizlilik

Kullanım Koşulları

Politikalar

Telif Hakkı © 2026 MyJoVE Corporation. Tüm hakları saklıdır.