温度偏好行为及其在德罗索菲拉的昼夜节律的设计与分析
Summary
我们最近发现了一种新的 环食 素输出，温度偏好节奏（TPR），其中苍蝇的首选温度在白天上升，在夜间下降。TPR 独立于另一个昼夜输出（运动活动）进行调节。在这里，我们描述了在 德罗索菲拉TPR的设计和分析。
Abstract
昼夜钟调节生活的许多方面，包括睡眠，运动活动，和体温（BTR）节律1，2。我们最近发现了一种新的环食素输出，称为温度偏好节奏（TPR），其中苍蝇的首选温度在白天上升，在夜间下降3。令人惊讶的是，TPR和运动活性通过不同的昼夜神经元3控制。恐龙运动活动是一种众所周知的昼夜行为输出，为发现许多保存的哺乳动物昼夜钟基因和机制4提供了强有力的贡献。因此，了解TPR将导致迄今未知的分子和细胞昼夜机制的识别。在这里，我们描述如何执行和分析 TPR 分析。这项技术不仅能够解剖TPR的分子和神经机制，而且为整合不同环境信号和调节动物行为的大脑功能的基本机制提供了新的见解。此外，我们最近公布的数据表明，苍蝇TPR与哺乳动物BTR3共享功能。嗜血杆菌是息息的，其中通常调节体温的行为。因此，TPR是一种策略，用于在这些苍蝇5-8产生有节奏的体温。我们相信，进一步探索果蝇TPR将有助于描述动物体温控制机制的特征。
Introduction
温度是一种无处不在的环境线索。动物表现出各种行为，以避免有害的温度和寻求舒适的。 嗜血杆菌 表现出一个强大的温度偏好行为6，7。当苍蝇被释放到温度梯度从18-32 °C，苍蝇避免温暖和寒冷的温度，最后选择在3日早晨25°C的首选温度。暖温传感器是一组热感官神经元，交流神经元，它表达 嗜血杆菌 瞬态受体电位（TPR）通道，TRPA16，9。冷温传感器位于第三天线段，因为消融第三个天线段会导致缺乏冷温避免6。最近，TRPP蛋白布里维多（Brv）被确定为10。由于 Brv 在第三个天线段中表示并调解冷检测，Brv 是一种可能的冷感应分子，对温度偏好行为至关重要。总之，苍蝇使用这两个温度传感器来避免温暖和寒冷的温度，并找到一个首选的温度。
虽然哺乳动物产生热量来调节体温，但息热通常使体温适应环境温度11。众所周知，一些教会每天都会表现出一种TPR行为，这被认为是教会调节BTR12的策略。为了确定苍蝇是否表现出TPR，我们在24小时内重复了不同点的温度偏好行为分析。我们发现， 德罗索菲拉 每天表现出TPR，这是在早上低，在晚上高，并遵循类似于BTR在人类13的模式。
在 德罗索菲拉，大脑中有大约150个时钟神经元。调节运动活动的时钟神经元称为M和E振荡器。然而，有趣的是，M和E振荡器不调节TPR，相反，我们表明，DN2时钟神经元在大脑中调节TPR，但不是运动活动。这些数据表明，TPR独立于运动活动进行调节。值得注意的是，哺乳动物BTR也独立于运动活动调节。大鼠的消融研究表明，BTR通过特定的SCN神经元进行控制，这些神经元针对的是与控制运动活动14的神经元不同的亚参数区神经元。因此，我们的数据考虑了哺乳动物BTR和苍蝇TPR进化保存的可能性3，因为飞TPR和哺乳动物BTR都表现出昼夜时钟依赖温度的节奏，这是独立于运动运动活动的调节。
在这里，我们描述了如何分析 德罗索菲拉的TPR行为检测的细节。这种方法不仅可以研究TPR的分子机制和神经回路，还可以研究大脑如何整合不同的环境线索和内部生物钟。
Protocol
Representative Results
Discussion
在这里，我们说明了温度偏好行为装置的细节和TPR行为分析。 德罗索菲拉 展示了时钟控制的 TPR 的突出、坚固和可重复的功能。然而，我们的数据表明，至少有两个因素，环境光和年龄，严重扰乱TPR行为表型。
我们观察到，光显著影响 德罗索菲拉的温度偏好。这与在LD中保存 的1118 只苍蝇比DD中的苍蝇更喜欢白天的温度更高，尽管在LD和DD3</sup…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
我们感谢阿拉文森·塞缪尔博士和马克·格肖博士帮助开发了行为装置的初始版本，马修·巴蒂博士修改了行为装置。这项研究得到了辛辛那提儿童医院、JST/PRESTO、迪姆斯和NIH R01 GM107582到F.N.H.的受托人格兰特的支持。
Materials
| Bright Lab Jr. Safelight | Amazon | #B00013J8UY | Red light for dark rooms |
| Rain X | SOPUS products | Water repellent: Apply the plexiglass cover | |
| C-Clamp | Home Depot | ||
| Temperature/hygrometer | Fisher | 15-077-963 | |
| Peltier devices | TE Technology, Inc. | HP-127-1.4-1.15-71P | |
| Thermometer | Fluke | Fluke 52II | |
| Bench top controller | Oven Industries | 5R6-570-15R and 5R6-570-24R | |
| Temperature sensor probe | Oven Industries | TR67-32 | |
| Generic 480 Watt ATX power supply | computer cooling system | ||
| MCR220-QP-RES Dual 120 mm Radiator with reservoir | Swiftech | computer cooling system | |
| MCP350 In-Line 12V DC pump | Swiftech | computer cooling system | |
| MCW50 graphics Card liquid cooler | Swiftech | computer cooling system | |
| Scythe Kaze-Jyuni SY1225SL12SH fan | Crazy PC | computer cooling system |
Referências
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