Trois questions fréquentes
Laurent SEUGNET :  


1) Comment le sommeil est-il enregistré chez la drosophile ?

 L’enregistrement du sommeil chez la mouche est basé sur l’activité locomotrice. En général, cet enregistrement est effectué en utilisant le système trikinetics DAM (http://www.trikinetics.com/) : chaque mouche est isolée dans un tube en verre (diamètre 5mm, longueur 60 mm) fermé par un bouchon en mousse et contenant de la nourriture à l’autre extrémité. On registre le nombre de fois que l’insecte traverse un rayon infrarouge situé au milieu du tube [1-3]. Des enregistrements vidéos en infrarouge sont également utilisés [4] (http://www.pysolo.net/). Les périodes d’inactivité supérieures à 5 minutes sont assimilées au sommeil: elles sont associées à une diminution de sensibilité

aux stimuli extérieurs et à une régulation homéostatique [1, 3] . Il est intéressant de noter que les périodes d’inactivité locomotrice excédant 5 minutes ont également été évaluées comme un marqueur fiable à 80% du sommeil chez les abeilles, bien que le mouvement des antennes est généralement utilisé pour enregistrer le sommeil chez cette espèce [5] (voir également question 2). L’enregistrement de l’activité locomotrice afin d’évaluer la durée totale du sommeil est une méthodologie ne se limitant pas aux insectes : chez les souris en laboratoire un système similaire basé sur le passage devant des rayons infrarouges a également été utilisé afin de déterminer la durée du sommeil et s’est révélé être précis à plus de 90% [6].

L’enregistrement de l’activité locomotrice est également utilisé pour déterminer le sommeil chez le zebrafish [7].

 

2) Existe-t-il un sommeil à ondes lentes (sommeil lent) et/ou un sommeil paradoxal chez la mouche?

L’enregistrement électro-physiologique des potentiels de champs locaux a montré que le sommeil est associé à des changements d’activité neuronale dans le cerveau de la drosophile [8, 9] . Aucune activité similaire au sommeil lent ou au sommeil paradoxal n’a été observée dans ces études. Toutefois, les conditions dans lesquelles ces études ont été réalisées (les mouches sont immobilisées avec une électrode insérée dans la tête) ne sont pas optimales pour un sommeil « profond ». Une mesure de la qualité du sommeil chez la drosophile est la durée des épisodes de sommeil. Pendant la journée (phase lumineuse) le sommeil est constitué d’épisodes courts, tandis que pendant la nuit (phase obscure) le sommeil est plus abondant et les épisodes plus longs. La drosophile est un insecte diurne dormant principalement la nuit. Il est intéressant de noter que l’épisode de sommeil le plus long sur 24 h est habituellement observé pendant la première heure de la nuit. Ceci rappelle le premier cycle de sommeil de la nuit chez l’homme, généralement caractérisé par le plus long épisode de sommeil lent très profond. Chez les abeilles où le sommeil peut être évalué par l’enregistrement du mouvement de leurs antennes très mobiles, plusieurs phases distinctes de sommeil ont pu être mises en évidence par cette méthode [5].  A ce jour aucune étude électro-physiologique de l’activité cérébrale pendant le sommeil de l’abeille n’a été publiée.

 

3) Comment les mouches sont-elles privées de sommeil ?

 Habituellement, les mouches sont placées dans des tubes Trikinetics pour l’enregistrement du sommeil (voir question 1), et la privation de sommeil est obtenue en basculant les tubes à intervalles réguliers (plusieurs fois par minute) afin d’obtenir une réponse locomotrice  (réflexe de géotaxie négative). Des systèmes automatisés tels le SNAP (Sleep Nullifying Apparatus) ont été conçus à cet effet [3] . D’autres méthodes ont également été utilisées afin d’induire une privation de sommeil : un système similaire à un tapis roulant [10], ou mettre 2 mouches dans un même tube [11]. Une privation de sommeil par chacune de ces méthodes est suivie d’un rebond de sommeil: une augmentation de sommeil par rapport à la durée habituelle journalière. Cette augmentation est proportionnelle à la quantité de sommeil perdue et révèle une régulation homéostatique du sommeil. Une stimulation lumineuse constante [12] ou une privation de nourriture [13, 14]  permettent également d’induire une privation de sommeil, mais ces méthodes sont associées à des effets secondaires importants.

 

Références

1.         Hendricks, J.C., Finn, S.M., Panckeri, K.A., Chavkin, J., Williams, J.A., Sehgal, A., and Pack, A.I. (2000). Rest in Drosophila is a sleep-like state. Neuron 25, 129-138.

2.         Andretic, R., and Shaw, P.J. (2005). Essentials of sleep recordings in Drosophila: moving beyond sleep time. Methods Enzymol 393, 759-772.

3.         Shaw, P.J., Cirelli, C., Greenspan, R.J., and Tononi, G. (2000). Correlates of sleep and waking in Drosophila melanogaster. Science 287, 1834-1837.

4.         Zimmerman, J.E., Raizen, D.M., Maycock, M.H., Maislin, G., and Pack, A.I. (2008). A video method to study Drosophila sleep. Sleep 31, 1587-1598.

5.         Eban-Rothschild, A.D., and Bloch, G. (2008). Differences in the sleep architecture of forager and young honeybees (Apis mellifera). J Exp Biol 211, 2408-2416.

6.         Pack, A.I., Galante, R.J., Maislin, G., Cater, J., Metaxas, D., Lu, S., Zhang, L., Von Smith, R., Kay, T., Lian, J., et al. (2007). Novel method for high-throughput phenotyping of sleep in mice. Physiol Genomics 28, 232-238.

7.         Rihel, J., Prober, D.A., and Schier, A.F. Monitoring sleep and arousal in zebrafish. Methods Cell Biol 100, 281-294.

8.         Nitz, D.A., van Swinderen, B., Tononi, G., and Greenspan, R.J. (2002). Electrophysiological correlates of rest and activity in Drosophila melanogaster. Curr Biol 12, 1934-1940.

9.         van Swinderen, B., Nitz, D.A., and Greenspan, R.J. (2004). Uncoupling of brain activity from movement defines arousal States in Drosophila. Curr Biol 14, 81-87.

10.       Seugnet, L., Suzuki, Y., Vine, L., Gottschalk, L., and Shaw, P.J. (2008). D1 receptor activation in the mushroom bodies rescues sleep-loss-induced learning impairments in Drosophila. Curr Biol 18, 1110-1117.

11.       Gilestro, G.F., Tononi, G., and Cirelli, C. (2009). Widespread changes in synaptic markers as a function of sleep and wakefulness in Drosophila. Science 324, 109-112.

12.       Harbison, S.T., and Sehgal, A. (2009). Energy stores are not altered by long-term partial sleep deprivation in Drosophila melanogaster. PLoS One 4, e6211.

13.       Thimgan, M.S., Suzuki, Y., Seugnet, L., Gottschalk, L., and Shaw, P.J. (2010). The perilipin homologue, lipid storage droplet 2, regulates sleep homeostasis and prevents learning impairments following sleep loss. PLoS Biol 8.

14.       Keene, A.C., Duboue, E.R., McDonald, D.M., Dus, M., Suh, G.S., Waddell, S., and Blau, J. Clock and cycle limit starvation-induced sleep loss in Drosophila. Curr Biol 20, 1209-1215.

 

Dernière modification le Vendredi 06 Avril 2012 à 07:58:22.