˙ţD r o s o p h i l a D 1 d o p a m i n e r e c e p t o r m e d i a t e s
c a f f e i n e - i n d u c e d a r o u s a l
R o z i A n d r e t i c a . b , Y o u n g - C h o K i m c , F r e d e r i c k S . J o n e s a , K y u n g - A n H a n c , a n d R a l p h J . G r e e n s p a n a , 1
a b c
T h e N e u r o s c i e n c e s I n s t i t u t e , S a n D i e g o , C A 9 2 1 2 1 ; D e p a r t m e n t o f P s y c h o l o g y , U n i v e r s i t y o f R i j e k a , 5 1 0 0 0 R i j e k a , C r o a t i a ; a n d D e p a r t m e n t o f B i o l o g y ,
P e n n s y l v a n i a S t a t e U n i v e r s i t y , U n i v e r s i t y P a r k , P A 1 6 8 0 2
E d i t e d b y J e f f r e y C . H a l l , U n i v e r s i t y o f M a i n e , O r o n o , M E , a n d a p p r o v e d N o v e m b e r 1 0 , 2 0 0 8 ( r e c e i v e d f o r r e v i e w J u l y 1 4 , 2 0 0 8 )
T h e a r o u s i n g a n d m o t o r - a c t i v a t i n g e f f e c t s o f p s y c h o s t i m u l a n t s a r e r e c e p t o r ( d D A 1 ) a n d t h e D A T . W e s h o w t h a t t h e w a k e -
m e d i a t e d b y m u l t i p l e s y s t e m s . I n D r o s o p h i l a , d o p a m i n e r g i c t r a n s - p r o m o t i n g a c t i o n o f C A F F e n g a g e s b o t h a d e n o s i n e a n d d o p a -
m i s s i o n i s i n v o l v e d i n m e d i a t i n g t h e a r o u s i n g e f f e c t s o f m e t h a m - m i n e r e c e p t o r s a n d t h a t C A F F l e a d s t o m o d u l a t i o n o f D 1 - l i k e
p h e t a m i n e , a l t h o u g h t h e n e u r o n a l m e c h a n i s m s o f c a f f e i n e ( C A F F ) - r e c e p t o r s . W a k e - p r o m o t i n g a c t i o n s o f C A F F , i n p a r t i c u l a r ,
i n d u c e d w a k e f u l n e s s r e m a i n u n e x p l o r e d . H e r e , w e s h o w t h a t i n r e q u i r e a n a r e a o f t h e f l y b r a i n t h a t h a s b e e n l i n k e d t o b o t h s l e e p
D r o s o p h i l a , a s i n m a m m a l s , t h e w a k e - p r o m o t i n g e f f e c t o f C A F F r e g u l a t i o n a n d l e a r n i n g a n d m e m o r y , n a m e l y , t h e m u s h r o o m
i n v o l v e s b o t h t h e a d e n o s i n e r g i c a n d d o p a m i n e r g i c s y s t e m s . B y b o d i e s ( M B s ) . O u r f i n d i n g s e m p h a s i z e t h e c o n s e r v a t i o n o f
m e a s u r i n g b e h a v i o r a l r e s p o n s e s i n m u t a n t a n d t r a n s g e n i c f l i e s n e u r a l m e c h a n i s m s r e g u l a t i n g t h e w a k e - p r o m o t i n g a c t i o n s o f
e x p o s e d t o d i f f e r e n t d r u g - f e e d i n g r e g i m e n s , w e s h o w t h a t C A F F - p s y c h o s t i m u l a n t s b e t w e e n m a m m a l s a n d i n v e r t e b r a t e s a n d p r o -
i n d u c e d w a k e f u l n e s s r e q u i r e s t h e D r o s o p h i l a D 1 d o p a m i n e r e c e p - v i d e a m o d e l f o r t h e n e u r a l a n d m o l e c u l a r b a s i s o f b e h a v i o r s
t o r ( d D A 1 ) i n t h e m u s h r o o m b o d i e s . I n W T f l i e s , C A F F e x p o s u r e m o d u l a t e d b y a r o u s a l .
l e a d s t o d o w n r e g u l a t i o n o f d D A 1 e x p r e s s i o n , w h e r e a s t h e t r a n s -
R e s u l t s
g e n i c o v e r e x p r e s s i o n o f d D A 1 l e a d s t o C A F F r e s i s t a n c e . T h e w a k e -
p r o m o t i n g e f f e c t s o f m e t h a m p h e t a m i n e r e q u i r e a f u n c t i o n a l d o - A d e n o s i n e r g i c a n d D o p a m i n e r g i c S y s t e m s M e d i a t e W a k e - P r o m o t i n g
p a m i n e t r a n s p o r t e r a s w e l l a s t h e d D A 1 , a n d t h e y e n g a g e b r a i n E f f e c t s o f C A F F i n D r o s o p h i l a . I n D r o s o p h i l a , C A F F , a n a d e n o s i n e
a r e a s i n a d d i t i o n t o t h e m u s h r o o m b o d i e s . r e c e p t o r a n t a g o n i s t , d e c r e a s e s s l e e p a n d c y c l o x y l a d e n o s i n e , a
s p e c i f i c A 1 r e c e p t o r a g o n i s t , p r o m o t e s s l e e p ; h o w e v e r , t h e
m u t a n t s s l e e p a d e n o s i n e r g i c m e t h a m p h e t a m i n e m u s h r o o m b o d i e s n e u r a l m e c h a n i s m f o r t h i s a c t i o n i s n o t k n o w n ( 1 3 , 1 4 ) . W e
e x p o s e d W T f l i e s t o i n c r e a s i n g c o n c e n t r a t i o n s o f C A F F a d m i n -
i s t e r e d t h r o u g h r e g u l a r f l y f o o d e i t h e r ( i ) d u r i n g a 1 2 - h p e r i o d
p t i m a l b e h a v i o r a l p e r f o r m a n c e i n h u m a n s a n d a n i m a l s
o f l i g h t s o f f s h o r t - t e r m e x p o s u r e ( S T E ) o r ( i i ) c o n t i n u o u s l y
O d e p e n d s o n a n a d e q u a t e a r o u s a l l e v e l , w h i c h o f t e n i n v o l v e s
d u r i n g a 9 6 - h p e r i o d o f l o n g - t e r m e x p o s u r e ( L T E ) . B o t h S T E
d i f f u s e a f f e r e n t i n p u t s f r o m t h e d o p a m i n e r g i c s y s t e m . C a f f e i n e
a n d L T E r e d u c e d s l e e p d o s e d e p e n d e n t l y , m i r r o r e d b y a d o s e -
( C A F F ) d i s p l a y s s t r o n g a r o u s i n g p r o p e r t i e s a n d i s t h e m o s t
d e p e n d e n t i n c r e a s e i n l o c o m o t o r a c t i v i t y , i n d i c a t i n g C A F F s
c o n s u m e d p s y c h o a c t i v e d r u g i n t h e w o r l d . C A F F c o m p e t i t i v e l y
a r o u s i n g a n d m o t o r - a c t i v a t i n g e f f e c t s i n D r o s o p h i l a [ F i g . 1 A a n d
i n h i b i t s a d e n o s i n e A 1 a n d A 2 r e c e p t o r s , a n t a g o n i z i n g t h e e f f e c t s
s u p p o r t i n g i n f o r m a t i o n ( S I ) F i g . S 1 A ] . A l t h o u g h C A F F s i g n i f -
o f t h e s l e e p - p r o m o t i n g n e u r o m o d u l a t o r a d e n o s i n e t h a t a c c u -
i c a n t l y i n c r e a s e s a c t i v i t y , s u c h a c t i v i t y r e m a i n s l o w e r t h a n t h e
m u l a t e s d u r i n g w a k i n g ( 1 ) . C A F F a l s o l e a d s t o i n c r e a s e d d o p a -
a c t i v i t y o f u n e x p o s e d a c t i v e f l i e s d u r i n g t h e d a y ( F i g . S 1 A ) ,
m i n e r g i c a n d g l u t a m a t e r g i c t r a n s m i s s i o n i n d i f f e r e n t s t r i a t a l
s i m i l a r t o t h a t o f M E T H - e x p o s e d W T f l i e s ( F i g . S 1 B ) . C A F F -
s u b c o m p a r t m e n t s , w h i c h h a s b e e n l i n k e d t o i t s a c t i v a t i n g a n d
i n d u c e d s l e e p l o s s i s m i m i c k e d b y t h e s p e c i f i c A 1 ( A d e n o s i n e 1 )
r e i n f o r c i n g e f f e c t s ( 2 4 ) .
r e c e p t o r a n t a g o n i s t , 8 - C y c l o p e n t y l l - 1 , 3 - d i m e t h l x a n t h i n ( C P T )
A l t h o u g h C A F F - i n d u c e d w a k e f u l n e s s h a s b e e n r e l a t e d t o
a n d t h e A 2 ( A d e n o s i n e 2 ) r e c e p t o r a n t a g o n i s t , 3 , 7 - D i m e t h y l -
m o d u l a t i o n o f c h o l i n e r g i c a n d h i s t a m i n e r g i c a r o u s a l s y s t e m s ( 5 ,
1 2 - p r o p y n y l x a n t h i n e ( F i g . 1 B ) . B e c a u s e b o t h s p e c i f i c a n d n o n -
6 ) , C A F F s i n d u c t i o n o f i n c r e a s e d d o p a m i n e r g i c t r a n s m i s s i o n
s p e c i f i c a d e n o s i n e a n t a g o n i s t s l e d t o s i m i l a r b e h a v i o r a l c o n s e -
a n d i t s e f f e c t o n w a k e f u l n e s s h a v e n o t b e e n a d e q u a t e l y e x a m -
q u e n c e s , t h i s s u g g e s t s t h a t t h e w a k e - p r o m o t i n g e f f e c t s o f C A F F
i n e d . A n i m a l s w i t h i n c r e a s e d d o p a m i n e r g i c t r a n s m i s s i o n , s u c h a s
a r e m e d i a t e d b y a d e n o s i n e r e c e p t o r s . B e c a u s e a s i n g l e a d e n o s i n e
d o p a m i n e t r a n s p o r t e r ( D A T ) m u t a n t m i c e , h a v e d e c r e a s e d
r e c e p t o r ( A d o R ) , a l i k e l y c o u n t e r p a r t o f t h e A 2 B r e c e p t o r i n
n o n - r a p i d e y e m o v e m e n t s l e e p a n d i n c r e a s e d s e n s i t i v i t y t o t h e
m a m m a l s , h a s b e e n d e s c r i b e d i n D r o s o p h i l a ( 1 5 ) , t h e a r o u s i n g
w a k e - p r o m o t i n g a c t i o n o f C A F F ( 7 ) . D o p a m i n e r g i c a c t i o n o n
e f f e c t s o f a d e n o s i n e r e c e p t o r a n t a g o n i s t s a n d C A F F a r e m o s t
b o t h t h e D 1 a n d D 2 r e c e p t o r s c o n t r i b u t e s t o t h e a l e r t w a k i n g
l i k e l y m e d i a t e d b y t h e s a m e A d o R .
s t a t e , b a s e d o n t h e a c t i o n o f c e n t r a l l y a d m i n i s t e r e d D 1 a n d D 2
D 1 - l i k e r e c e p t o r s i n m a m m a l s m e d i a t e t h e w a k e - p r o m o t i n g
a g o n i s t s i n r o d e n t s ( 8 ) . M o l e c u l a r l y , C A F F m o d u l a t e s D 2 t r a n -
a n d m o t o r - a c t i v a t i n g p r o p e r t i e s o f p s y c h o s t i m u l a n t s s u c h a s
s c r i p t i o n i n v i t r o a n d i n v i v o ( 9 ) . M o t o r - a c t i v a t i n g e f f e c t s o f
c o c a i n e a n d a m p h e t a m i n e s ( 8 , 1 6 1 8 ) . C A F F l e a d s t o i n c r e a s e d
C A F F a r e d i m i n i s h e d i n D 2 R m u t a n t m i c e ( 1 0 , 1 1 ) ; h o w e v e r , t h e
d o p a m i n e r g i c t r a n s m i s s i o n b y a n t a g o n i z i n g A 1 r e c e p t o r s o n
r o l e o f D 2 R i n t h e a r o u s i n g e f f e c t o f C A F F r e m a i n s u n k n o w n ,
p r e s y n a p t i c d o p a m i n e r g i c n e u r o n s ( 1 9 ) . T o d e t e r m i n e i f d D A 1
a n d f u n c t i o n a l t e s t s o f t h e b r a i n r e g i o n s m e d i a t i n g t h e s e e f f e c t s
a r e l a c k i n g i n m a m m a l s .
W e h a v e s h o w n p r e v i o u s l y t h a t t h e w a k e - p r o m o t i n g e f f e c t s o f
A u t h o r c o n t r i b u t i o n s : R . A . , F . S . J . , K . - A . H . , a n d R . J . G . d e s i g n e d r e s e a r c h ; R . A . p e r f o r m e d
m e t h a m p h e t a m i n e ( M E T H ) i n D r o s o p h i l a a r e m e d i a t e d
r e s e a r c h ; Y . - C . K . c o n t r i b u t e d n e w r e a g e n t s / a n a l y t i c t o o l s ; R . A . , F . S . J . , K . - A . H . , a n d R . J . G .
t h r o u g h d o p a m i n e r g i c t r a n s m i s s i o n , i n d i c a t i n g s o m e e v o l u t i o n - a n a l y z e d d a t a ; a n d R . A . , K . - A . H . , a n d R . J . G . w r o t e t h e p a p e r .
a r y c o n s e r v a t i o n i n t h e b e h a v i o r a l a n d n e u r o c h e m i c a l e f f e c t s o f
T h e a u t h o r s d e c l a r e n o c o n f l i c t o f i n t e r e s t .
p s y c h o s t i m u l a n t s ( 1 2 ) .
T h i s a r t i c l e i s a P N A S D i r e c t S u b m i s s i o n .
T r e a t m e n t o f f l i e s w i t h C A F F i n d u c e s w a k e f u l n e s s ; h o w e v e r ,
1
T o w h o m c o r r e s p o n d e n c e s h o u l d b e a d d r e s s e d a t : T h e N e u r o s c i e n c e s I n s t i t u t e , 1 0 6 4 0 J o h n
t h e m e c h a n i s m u n d e r l y i n g t h i s a c t i v i t y i s c u r r e n t l y u n k n o w n ( 1 3 , J a y H o p k i n s D r i v e , S a n D i e g o , C A 9 2 1 2 1 . E - m a i l : g r e e n s p a n @ n s i . e d u .
1 4 ) . I n t h e p r e s e n t s t u d y , w e i n v e s t i g a t e t h e r o l e o f d o p a m i n e
T h i s a r t i c l e c o n t a i n s s u p p o r t i n g i n f o r m a t i o n o n l i n e a t w w w . p n a s . o r g / c g i / c o n t e n t / f u l l /
0 8 0 6 7 7 6 1 0 5 / D C S u p p l e m e n t a l .
s i g n a l i n g i n t h e w a k e - i n d u c i n g p r o p e r t i e s o f C A F F a n d M E T H ,
w i t h e m p h a s i s o n t h e r o l e o f t h e D r o s o p h i l a D 1 d o p a m i n e © 2 0 0 8 b y T h e N a t i o n a l A c a d e m y o f S c i e n c e s o f t h e U S A
2 0 3 9 2 2 0 3 9 7 P N A S D e c e m b e r 2 3 , 2 0 0 8 v o l . 1 0 5 n o . 5 1 w w w . p n a s . o r g c g i d o i 1 0 . 1 0 7 3 p n a s . 0 8 0 6 7 7 6 1 0 5
F i g . 1 . A d e n o s i n e r e c e p t o r a n t a g o n i s t s d e c r e a s e s l e e p i n W T D r o s o p h i l a . ( A )
C A F F l e a d s t o s i g n i f i c a n t s l e e p l o s s i n W T f l i e s . P e r c e n t c h a n g e i n a m o u n t o f
s l e e p d u r i n g t h e 1 2 h o f l i g h t s o f f ( S T E ) t o i n c r e a s i n g c o n c e n t r a t i o n s o f C A F F
m i x e d i n f o o d i n W T C a n t o n S f e m a l e f l i e s ( n 1 6 3 1 f l i e s / c o n c e n t r a t i o n ;
A N O V A ; F ( 5 , 9 0 ) 1 8 . 7 , P 1 . 1 1 2 ) a n d d u r i n g c o n t i n u o u s 9 6 h o f L T E ( n 2 6 3 0
f l i e s / c o n c e n t r a t i o n ; A N O V A ; F ( 2 , 8 0 ) 2 4 . 6 , P 4 . 8 9 ) . L T E v a l u e s r e p r e s e n t
a v e r a g e a m o u n t o f s l e e p l o s s d u r i n g t h e n i g h t , f o r f o u r n i g h t s o f t h e e x p o s u r e ,
o n l y f o r f l i e s t h a t s u r v i v e d u n t i l d a y 4 . L T E t o C A F F c o n c e n t r a t i o n s g r e a t e r t h a n
1 m g / m l l e d t o l e t h a l i t y . M o r e t h a n 9 0 % o f f l i e s s u r v i v e d u n t i l d a y 4 o n 1 m g / m l
C A F F , s i m i l a r t o t h e s h a m - t r e a t e d g r o u p . A t 2 . 5 m g / m l , s u r v i v a l t o d a y 4 w a s
v a r i a b l e ( 5 0 % o f f l i e s ) . ( B ) S p e c i f i c a d e n o s i n e r e c e p t o r a n t a g o n i s t s l e a d t o
s l e e p l o s s i n W T f l i e s . P e r c e n t c h a n g e i n a m o u n t o f s l e e p d u r i n g t h e 1 2 h o f
l i g h t s o f f o n 2 . 5 m g / m l n o n s p e c i f i c a d e n o s i n e a n t a g o n i s t C A F F ( n 1 4 ) , A 1 R
a n t a g o n i s t C P T ( n 1 6 ) , a n d A 2 R a n t a g o n i s t 3 , 7 - D i m e t h y l - 1 2 - p r o p y n y l x a n -
t h i n e ( D M P X ) ( n 2 8 ) c o m p a r e d w i t h b a s e l i n e n i g h t i n W T f e m a l e f l i e s .
* S i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e b y S t u d e n t s t t e s t ( P 0 . 0 5 ) c o m p a r e d w i t h 0 - m g / m l
C A F F g r o u p .
m e d i a t e s t h e a r o u s i n g e f f e c t s o f C A F F , w e m e a s u r e d s l e e p i n t h e F i g . 2 . d D A 1 r e c e p t o r , b u t n o t D A T , m e d i a t e s t h e a r o u s i n g e f f e c t s o f C A F F .
( A ) P e r c e n t c h a n g e i n a m o u n t o f s l e e p d u r i n g t h e 1 2 - h S T E t o i n c r e a s i n g
C A F F - e x p o s e d d D A 1 m u t a n t d u m b 1 ( 2 0 ) . T h e d u m b 1 m u t a n t s
c o n c e n t r a t i o n s o f C A F F i n d u m b 1 f e m a l e f l i e s ( d D A 1 m u t a n t s , n 1 4 3 1
s h o w e d p r o n o u n c e d r e s i s t a n c e t o t h e w a k e - p r o m o t i n g e f f e c t o f
f l i e s / c o n c e n t r a t i o n ; A N O V A ; F ( 5 , 1 5 0 ) 2 . 6 , P 0 . 3 ) a n d f m n f e m a l e f l i e s ( D A T
C A F F a n d l o s t a s m a l l a m o u n t o f s l e e p o n l y a t t h e h i g h e s t C A F F
m u t a n t s , n 1 4 2 8 f l i e s / c o n c e n t r a t i o n ; A N O V A ; F ( 5 , 9 6 ) 7 . 9 , P 3 . 1 6 ) .
d o s e s ( s e e F i g . 2 A a n d F i g . S 2 f o r a d d i t i o n a l d e t a i l s ) . T h e
* S i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e b y S t u d e n t s t t e s t ( P 0 . 0 5 ) c o m p a r e d w i t h 0 - m g / m l
b e h a v i o r a l c o n s e q u e n c e s o f C A F F e x p o s u r e w e r e s i m i l a r d u r i n g
C A F F g r o u p . ( B ) P e r c e n t c h a n g e i n a m o u n t o f s l e e p d u r i n g t h e 9 6 - h L T E t o
S T E a n d L T E ( F i g . 2 A a n d B ) , i n d i c a t i n g t h a t t h e m u t a n t s
i n c r e a s i n g c o n c e n t r a t i o n s o f C A F F i n d u m b 1 f l i e s ( n 2 5 3 0 f l i e s / c o n c e n t r a -
r e s i s t a n c e c a n n o t b e o v e r c o m e b y l o n g - t e r m c u m u l a t i v e e f f e c t s
t i o n ; A N O V A ; F ( 2 , 7 1 ) 1 . 6 , P 0 . 2 1 ) a n d f m n f l i e s ( n 2 0 3 0 f l i e s /
o f t h e d r u g . W e a l s o o b s e r v e d t h a t l e t h a l i t y i n d u m b 1 f l i e s c a u s e d c o n c e n t r a t i o n ; A N O V A ; F ( 2 , 8 1 ) 1 2 . 7 , P 1 . 6 5 ) . L T E v a l u e s r e p r e s e n t t h e
a v e r a g e a m o u n t o f s l e e p l o s s d u r i n g t h e n i g h t , f o r f o u r n i g h t s o f t h e e x p o s u r e ,
b y L T E o c c u r r e d a t t h e s a m e c o n c e n t r a t i o n s a s i n W T f l i e s , t h a t
o n l y w h e n f l i e s s u r v i v e d u n t i l d a y 4 . C o n c e n t r a t i o n s g r e a t e r t h a n 1 m g / m l C A F F
i s , a t c o n c e n t r a t i o n s h i g h e r t h a n 1 m g / m l ( F i g s . 1 A a n d 2 B ) .
i n d u m b 1 f l i e s a n d 0 . 5 m g / m l i n f m n f l i e s l e d t o l e t h a l i t y . * S i g n i f i c a n t d i f f e r -
S i m i l a r m o r t a l i t y i n W T a n d d u m b 1 f l i e s , b u t d i s t i n c t w a k e -
e n c e b y S t u d e n t s t t e s t ( P 0 . 0 5 ) c o m p a r e d w i t h 0 - m g / m l C A F F g r o u p . ( C )
p r o m o t i n g e f f e c t s , s u g g e s t t h a t t h e w a k e - p r o m o t i n g e f f e c t s o c c u r
d u m b 1 M u t a n t f l i e s a r e r e s i s t a n t t o t h e w a k e - p r o m o t i n g e f f e c t o f s p e c i f i c
v i a a d i f f e r e n t m e c h a n i s m .
a d e n o s i n e r e c e p t o r a n t a g o n i s t . P e r c e n t c h a n g e i n a m o u n t o f s l e e p d u r i n g 1 2 h
T o d e t e r m i n e i f i n c r e a s e d d o p a m i n e r g i c s i g n a l i n g i n f l u e n c e s
o n C P T i n W T ( n 1 6 ) , d u m b 1 ( n 2 0 ) , a n d f m n ( n 2 5 ) f l i e s . * S i g n i f i c a n t
C A F F r e s p o n s i v e n e s s , w e m e a s u r e d t h e a m o u n t o f s l e e p i n
d i f f e r e n c e b y S t u d e n t s t t e s t ( P 0 . 0 0 1 ) .
C A F F - e x p o s e d D A T m u t a n t f l i e s , f u m i n ( f m n ) ( 2 1 ) . I n c r e a s e d
d o p a m i n e r g i c s i g n a l i n g i n f m n l e a d s t o i n c r e a s e d a r o u s a l ( l e s s
b e c a u s e h i g h d o s e s c o m m o n l y s u p p r e s s m o t o r a c t i v i t y ( 2 4 ) . T h e
s l e e p ) a n d h y p e r a c t i v i t y , a s i n D A T m u t a n t m i c e ( 2 1 2 3 ) .
m o t o r d e p r e s s a n t e f f e c t o f C A F F w a s e v i d e n t a t l o w e r c o n c e n -
C o m p a r e d w i t h W T f l i e s , f m n f l i e s s h o w s i g n i f i c a n t s l e e p l o s s
t r a t i o n s t h a n i n t h e W T f l i e s . T h e f m n f l i e s w e r e a l s o m o r e
a n d a t r e n d t o w a r d g r e a t e r s e n s i t i v i t y a t l o w e r c o n c e n t r a t i o n s o f
s e n s i t i v e t o t h e l e t h a l e f f e c t s o f C A F F , e v i d e n t a s l e t h a l i t y d u r i n g
C A F F . A t 0 . 2 5 m g / m l , f m n l o s t 1 8 . 4 6 . 5 % ( P 0 . 0 5 c o m p a r e d
L T E a t d o s e s h i g h e r t h a n 0 . 5 m g / m l ( F i g . 2 B ) .
w i t h t h e i r b a s e l i n e ) v e r s u s W T l o s s o f 1 1 . 1 5 . 6 % ( P 0 . 0 5
c o m p a r e d w i t h t h e i r b a s e l i n e ) ; a t 0 . 5 m g / m l , f m n l o s t 3 1 . 5 T o d e t e r m i n e w h e t h e r t h e e f f e c t i v e n e s s o f C A F F i n r e d u c i n g
5 . 4 % v e r s u s W T l o s s o f 2 4 . 1 2 . 9 % ( b o t h P 0 . 0 5 c o m p a r e d s l e e p r e q u i r e s a f u n c t i o n a l d o p a m i n e r g i c s y s t e m , w e e x p o s e d
w i t h t h e i r r e s p e c t i v e b a s e l i n e s ) . A t h i g h c o n c e n t r a t i o n s , f m n f l i e s d u m b 1 a n d f m n f l i e s t o 2 . 5 m g / m l C P T . A s s h o w n i n F i g . 2 C ,
l o s t m o r e s l e e p a t 2 . 5 m g / m l ( 4 0 . 1 1 0 % ) t h a n a t 5 m g / m l C A F F t r e a t m e n t o f t h e s e m u t a n t s w i t h C P T m i m i c k e d t h e a c t i o n o f
( 2 7 . 3 5 % ) ( F i g s . 1 A a n d 2 A ) . T h i s w a s l i k e l y a t t r i b u t a b l e t o C A F F . T h e d u m b 1 f l i e s w e r e r e s i s t a n t t o t h e w a k e - p r o m o t i n g
a m o t o r d e p r e s s a n t e f f e c t o f h i g h C A F F d o s e i n f m n f l i e s , e f f e c t s o f C P T , w h e r e a s f m n f l i e s l o s t m o r e s l e e p t h a n W T f l i e s
A n d r e t i c e t a l . P N A S D e c e m b e r 2 3 , 2 0 0 8 v o l . 1 0 5 n o . 5 1 2 0 3 9 3
G E N E T I C S
p l a y s a n i m p o r t a n t r o l e i n o l f a c t o r y a s s o c i a t i v e l e a r n i n g ( 2 0 ) .
T h e r e f o r e , w e e x p r e s s e d a f u n c t i o n a l c o p y o f d D A 1 i n t h e M B s
o f o t h e r w i s e m u t a n t f l i e s i n a n a t t e m p t t o r e s c u e t h e r e s i s t a n c e
o f d u m b 1 f l i e s t o C A F F . A s s h o w n i n F i g . 3 A , C 7 4 7 , a M B d r i v e r ,
f u l l y r e s t o r e d t h e w a k e - p r o m o t i n g e f f e c t s o f C A F F i n d u m b 1
m u t a n t f l i e s . T h e d D A 1 / C 7 4 7 ; d u m b 1 f l i e s o n C A F F l o s t 4 0 . 7 %
o f t h e i r u s u a l a m o u n t o f s l e e p , w h e r e a s c o n t r o l f l i e s w i t h o n l y
o n e o f t h e t w o c o m p o n e n t s , D A 1 / ; d u m b 1 o r C 7 4 7 / ; d u m b 1 ,
s h o w e d n o s i g n i f i c a n t s l e e p l o s s ( F i g . 3 A ) . W e a t t a i n e d s i m i l a r
r e s u l t s u s i n g a n o t h e r M B d r i v e r , M B 2 4 7 , s u g g e s t i n g a m a j o r r o l e
f o r M B s i n m e d i a t i n g t h e w a k e - p r o m o t i n g e f f e c t s o f C A F F ( F i g .
3 A ) . E x p r e s s i o n o f d D A 1 i n t h e e n t i r e b r a i n , u s i n g t h e e l a v d r i v e r ,
p r o d u c e d g r e a t e r C A F F - i n d u c e d s l e e p l o s s c o m p a r e d w i t h
r e s t r i c t e d M B e x p r e s s i o n ( d D A 1 / e l a v ; d u m b 1 5 6 . 5 6 . 5 ,
d D A 1 / C 7 4 7 ; d u m b 1 4 0 . 7 5 . 5 , d D A 1 / M B 2 4 7 ; d u m b 1
3 1 . 1 5 . 4 ) . A s u b t r a c t i o n e x p e r i m e n t , e x p r e s s i n g d D A 1 e v e r y -
w h e r e e x c e p t M B s , c o n f i r m e d t h a t M B e x p r e s s i o n w a s n e c e s s a r y
f o r r e s c u e o f t h e C A F F r e s p o n s e ( F i g . S 3 ) . A l t o g e t h e r , t h e s e
r e s u l t s s u g g e s t t h a t e x p r e s s i o n o f d D A 1 i n M B s i s s u f f i c i e n t t o
p e r m i t t h e a r o u s i n g p r o p e r t i e s o f C A F F a n d t h a t e x p r e s s i o n o f
d D A 1 i n b r a i n a r e a s o t h e r t h a n M B s m a y f u r t h e r a u g m e n t C A F F
r e s p o n s i v e n e s s o n l y i f d D A 1 i s s i m u l t a n e o u s l y e x p r e s s e d i n M B s .
I n m a m m a l s , C A F F i n d u c e s t h e e x p r e s s i o n o f D 2 r e c e p t o r s
i n v i v o a n d i n v i t r o ( 9 ) ; h o w e v e r , i t i s u n k n o w n i f t h e D 1
r e c e p t o r i s u n d e r s i m i l a r t r a n s c r i p t i o n a l r e g u l a t i o n . T o d e t e r -
m i n e i f c h a n g e s i n e x p r e s s i o n o f d D A 1 a r e c o r r e l a t e d w i t h
w a k e - i n d u c i n g p r o p e r t i e s o f C A F F i n D r o s o p h i l a , w e a n a l y z e d
F i g . 3 . d D A 1 e x p r e s s i o n i n t h e M B s m e d i a t e s t h e a r o u s i n g e f f e c t s o f C A F F .
t h e e x p r e s s i o n o f d D A 1 m R N A i n t h e h e a d s o f W T f l i e s
( A ) F u n c t i o n a l r e s c u e o f t h e a r o u s i n g e f f e c t o f C A F F b y e x p r e s s i n g d D A 1
f o l l o w i n g S T E a n d L T E t o C A F F . S a m p l e s w e r e c o l l e c t e d
t r a n s g e n e i n t h e w h o l e b r a i n o r M B s o f d u m b 1 m u t a n t f l i e s . P e r c e n t c h a n g e i n
f r o m f l i e s t h a t l o s t m o r e t h a n 3 0 % o f t h e i r b a s e l i n e a m o u n t o f
a m o u n t o f s l e e p d u r i n g t h e S T E t o 2 . 5 m g / m l C A F F c o m p a r e d w i t h t h e b a s e l i n e
s l e e p ( 6 4 . 1 2 . 5 % d u r i n g S T E a n d 5 0 . 5 5 . 7 % d u r i n g L T E )
n i g h t ( n 1 3 3 8 f l i e s ; A N O V A ; F ( 6 , 1 3 3 ) 2 0 , P 1 . 4 1 6 ) . * S i g n i f i c a n c e l e v e l b y
c o m p a r e d w i t h s h a m - t r e a t e d f l i e s t h a t c h a n g e d t h e i r a m o u n t
S t u d e n t s t t e s t ( P 0 . 0 0 1 ) b e t w e e n t h e d r u g - t r e a t e d g r o u p a n d t h e s h a m -
t r e a t e d c o n t r o l s t r a i n . ( B ) O v e r e x p r e s s i o n o f d D A 1 i n t h e M B s l e a d s t o r e s i s - o f s l e e p b y l e s s t h a n 1 0 % . F i g . 3 B ( I n s e t ) s h o w s t h a t C A F F l e d
t a n c e t o t h e a r o u s i n g e f f e c t o f C A F F . P e r c e n t c h a n g e i n t h e a m o u n t o f s l e e p t o s i g n i f i c a n t d o w n r e g u l a t i o n o f d D A 1 r e c e p t o r e x p r e s s i o n
d u r i n g t h e S T E t o 2 . 5 m g / m l C A F F ( n 2 0 5 8 f l i e s ; A N O V A ; F ( 6 , 2 3 0 ) 2 . 1 3 , P
a f t e r S T E a n d L T E .
4 . 7 1 8 ) . * S i g n i f i c a n c e l e v e l o f P 0 . 0 1 b y S t u d e n t s t t e s t b e t w e e n t r a n s g e n i c
T o d e t e r m i n e i f t h e d o w n r e g u l a t i o n i s f u n c t i o n a l l y r e l a t e d t o
f l i e s o n t h e l e f t a n d t h e i r r e s p e c t i v e c o n t r o l s o n t h e r i g h t . ( B , I n s e t ) C A F F
C A F F - i n d u c e d s l e e p l o s s , a s o p p o s e d t o b e i n g a c o n s e q u e n c e o f
e x p o s u r e d e c r e a s e s e x p r e s s i o n o f d D A 1 t r a n s c r i p t i n t h e h e a d s o f W T f l i e s .
C A F F e x p o s u r e u n r e l a t e d t o s l e e p l o s s , w e o v e r e x p r e s s e d d D A 1
P e r c e n t c h a n g e i n t h e e x p r e s s i o n o f t h e d D A 1 t r a n s c r i p t w a s m e a s u r e d b y
i n t h e b r a i n s o f W T f l i e s w i t h t h e a i m o f o f f s e t t i n g t h e m o d u -
q u a n t i t a t i v e P C R a s s a y i n t h e w h o l e h e a d s o f W T f e m a l e f l i e s . A n i m a l s w e r e
l a t i o n o f t h e d D A 1 e x p r e s s i o n . F i g . 3 B s h o w s t h a t t r a n s g e n i c f l i e s
s e l e c t e d a n d f r o z e n a f t e r e i t h e r 1 2 h ( S T E ) o r 9 6 h ( L T E ) . O n l y f l i e s t h a t l o s t
w i t h d D A 1 o v e r e x p r e s s e d i n t h e e n t i r e b r a i n , d D A 1 / e l a v f l i e s ,
m o r e t h a n 3 0 % o f t h e i r b a s e l i n e a m o u n t o f s l e e p w h e n e x p o s e d t o 2 . 5 m g / m l
m a i n t a i n e d t h e i r C A F F s e n s i t i v i t y a n d d i s p l a y e d l o s s o f s l e e p .
C A F F a n d t h e i r s h a m - t r e a t e d s i b l i n g s w i t h l e s s t h a n 1 0 % c h a n g e i n a m o u n t o f
s l e e p w e r e u s e d f o r t h e a n a l y s i s . * S i g n i f i c a n c e l e v e l b y S t u d e n t s t t e s t ( P T h i s l o s s w a s s i m i l a r t o e l a v / a n d d D A 1 / c o n t r o l l i n e s ,
0 . 0 2 ) b e t w e e n t h e d r u g - t r e a t e d s t r a i n s a n d t h e i r s h a m - t r e a t e d s i b l i n g s .
i n d i c a t i n g t h a t d D A 1 o v e r e x p r e s s i o n i n t h e e n t i r e b r a i n d o e s n o t
h a v e a f u n c t i o n a l c o n s e q u e n c e f o r t h e a r o u s a l e f f e c t o f C A F F .
H o w e v e r , f l i e s w i t h d D A 1 o v e r e x p r e s s i o n r e s t r i c t e d t o t h e M B s ,
( C a n t o n - S 3 0 . 5 4 . 8 , f m n 4 8 . 4 1 1 . 3 ) . R e s i s t a n c e t o
d D A 1 / C 7 4 7 , b e h a v e d s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t l y f r o m t h e i r c o n t r o l
t h e w a k e - p r o m o t i n g e f f e c t s o f e i t h e r t h e n o n s p e c i f i c a d e n o s i n e
s i b l i n g s , D A 1 / a n d C 7 4 7 / . T h e d D A 1 / C 7 4 7 f l i e s w e r e C A F F
r e c e p t o r a n t a g o n i s t C A F F o r t h e s p e c i f i c A 1 a n t a g o n i s t C P T i n
r e s i s t a n t ( F i g . 3 B ) . S i m i l a r r e s u l t s w e r e o b t a i n e d u s i n g a n o t h e r
d D A 1 m u t a n t f l i e s i n d i c a t e s a f u n c t i o n a l r e l a t i o n b e t w e e n t h e
M B d r i v e r , M B 2 4 7 ( F i g . 3 B ) . T h e p o s s i b i l i t y t h a t t h i s d i s p a r i t y
a d e n o s i n e a n d d o p a m i n e r e c e p t o r s i n m e d i a t i n g t h e w a k e -
m e r e l y r e f l e c t s i n a d e q u a c y o f M B e x p r e s s i o n i n t h e e l a v G A L 4
p r o m o t i n g e f f e c t s o f a d e n o s i n e r e c e p t o r a n t a g o n i s t s . S i g n i f i c a n t
s t r a i n i s c o n t r a d i c t e d b y e x p e r i m e n t s s h o w i n g f u l l r e s c u e o f
C P T - i n d u c e d s l e e p l o s s i n f m n f l i e s f u r t h e r s h o w s t h a t f u n c t i o n a l
C A F F s e n s i t i v i t y w i t h , a n d n o r e s c u e w i t h o u t , t h e M B c o n t r i -
D A T i s n o t n e c e s s a r y f o r t h e w a k e - i n d u c i n g e f f e c t o f a d e n o s i n -
b u t i o n o f e l a v ( F i g . 3 A a n d F i g . S 3 ) . T h u s , a b s e n c e o f a f u n c t i o n a l
e r g i c a n t a g o n i s t s .
d D A 1 r e c e p t o r i n M B s , a s i n d u m b 1 m u t a n t f l i e s , o r o v e r e x -
p r e s s i o n o f t h e r e c e p t o r o n l y i n t h e M B s , a s i n C 7 4 7 / d D A 1
W a k e - P r o m o t i n g E f f e c t s o f C A F F I n v o l v e M o d u l a t i o n o f d D A 1 R e c e p -
t r a n s g e n i c f l i e s , b o t h h a d t h e s a m e o u t c o m e : r e s i s t a n c e t o t h e
t o r i n M B s . T o i d e n t i f y b r a i n a r e a s i n w h i c h t h e d D A 1 r e c e p t o r
a r o u s i n g e f f e c t s o f C A F F . T h e s e f i n d i n g s s u g g e s t t h a t d D A 1
m e d i a t e s t h e a c t i o n o f C A F F , w e e x p r e s s e d a W T c o p y o f d D A 1
r e c e p t o r d o w n r e g u l a t i o n i n t h e M B s i s f u n c t i o n a l l y i m p o r t a n t f o r
i n t h e b r a i n s o f d u m b 1 m u t a n t f l i e s , u s i n g t h e U A S / G A L 4 b i n a r y
e l i c i t i n g t h e a r o u s i n g e f f e c t s o f C A F F .
e x p r e s s i o n s y s t e m . W e f i r s t e x p r e s s e d d D A 1 i n a l l t h e n e u r o n s o f
d u m b 1 m u t a n t f l i e s , u s i n g t h e e l a v p r o m o t e r . T h e d D A 1 / e l a v ;
M E T H - I n d u c e d W a k e f u l n e s s D o e s N o t I n v o l v e M o d u l a t i o n o f d D A 1
d u m b 1 f l i e s s h o w e d s i g n i f i c a n t s l e e p l o s s a t 2 . 5 m g / m l C A F F ,
R e c e p t o r . A c u t e M E T H e x p o s u r e i n m a m m a l s i n d u c e s w a k e f u l -
i n d i c a t i n g s u c c e s s f u l r e s c u e o f C A F F r e s p o n s i v e n e s s ( F i g . 3 A ) .
n e s s a t t r i b u t a b l e , i n p a r t , t o i n c r e a s e d d o p a m i n e r g i c s i g n a l i n g ( 8 ,
C o n t r o l f l i e s t h a t d o n o t e x p r e s s a f u n c t i o n a l d D A 1 r e c e p t o r , 1 8 ) . W e h a v e s h o w n p r e v i o u s l y t h a t M E T H - i n d u c e d a r o u s a l
d D A 1 / ; d u m b 1 a n d e l a v / ; d u m b 1 , r e m a i n e d r e s i s t a n t t o C A F F c o r r e l a t e s w i t h i n c r e a s e d d o p a m i n e r g i c s i g n a l i n g i n D r o s o p h i l a
( F i g . 3 A ) . ( 1 2 ) . T o d e t e r m i n e i f t h e a r o u s i n g e f f e c t s o f C A F F a n d M E T H
I n W T f l i e s , d D A 1 i s s t r o n g l y e x p r e s s e d i n t h e M B s , w h e r e i t a r e m e d i a t e d b y t h e s a m e r e c e p t o r a n d t r a n s p o r t e r , w e e x p o s e d
2 0 3 9 4 w w w . p n a s . o r g c g i d o i 1 0 . 1 0 7 3 p n a s . 0 8 0 6 7 7 6 1 0 5 A n d r e t i c e t a l .
F i g . 4 . R e s i s t a n c e t o t h e a r o u s i n g e f f e c t o f M E T H i n d D A 1 a n d D A T m u t a n t f l i e s .
( A ) P e r c e n t c h a n g e i n a m o u n t o f s l e e p d u r i n g t h e 1 2 - h S T E t o i n c r e a s i n g c o n c e n -
t r a t i o n s o f M E T H i n W T ( n 1 5 6 2 f l i e s / c o n c e n t r a t i o n ; A N O V A ; F ( 5 , 2 4 7 ) 1 3 . 5 , P
F i g . 5 . d D A 1 e x p r e s s i o n i n M B m e d i a t e s t h e a r o u s i n g e f f e c t o f M E T H b u t
1 . 2 1 1 ) , d u m b ( n 1 6 3 2 f l i e s / c o n c e n t r a t i o n ; A N O V A ; F ( 5 , 1 6 1 ) 0 . 0 5 , P 0 . 9 9 ) ,
d o e s n o t l e a d t o t h e m o d u l a t i o n o f d D A 1 t r a n s c r i p t i n t h e w h o l e h e a d s . ( A )
a n d f m n ( n 1 2 1 5 f l i e s / c o n c e n t r a t i o n ; A N O V A ; F ( 5 , 7 6 ) 1 . 0 8 , P 0 . 4 ) f l i e s .
F u n c t i o n a l r e s c u e o f t h e a r o u s i n g e f f e c t o f M E T H b y e x p r e s s i n g d D A 1 t r a n s -
( B ) P e r c e n t c h a n g e i n a m o u n t o f s l e e p f o r f o u r n i g h t s o f L T E t o i n c r e a s i n g
g e n e i n t h e M B s o f d u m b 1 m u t a n t f l i e s . P e r c e n t c h a n g e i n a m o u n t o f s l e e p
c o n c e n t r a t i o n s o f M E T H i n W T ( n 1 3 1 5 f l i e s / c o n c e n t r a t i o n ; A N O V A ; F ( 3 , 5 3 )
d u r i n g t h e S T E t o 2 . 5 m g / m l M E T H ( n 1 2 2 1 f l i e s ; A N O V A ; F ( 6 , 9 9 ) 6 . 8 , P
5 . 5 , P 0 . 0 0 2 ) , d u m b ( n 2 5 3 0 f l i e s / c o n c e n t r a t i o n ; A N O V A ; F ( 3 , 5 0 ) 3 . 1 1 , P
4 . 4 6 ) . A l l c o m p a r i s o n s a r e e x p e r i m e n t a l f l i e s v s . c o n t r o l s . * S i g n i f i c a n c e l e v e l
0 . 0 3 ) , a n d f m n ( n 2 0 3 0 f l i e s / c o n c e n t r a t i o n ; A N O V A ; F ( 3 , 5 7 ) 1 . 2 7 , P 0 . 2 9 )
o f P 0 . 0 0 1 b y S t u d e n t s t t e s t b e t w e e n t r a n s g e n i c f l i e s o n t h e l e f t a n d t h e i r
f l i e s . * S i g n i f i c a n c e l e v e l b y S t u d e n t s t t e s t ( P 0 . 0 1 ) b e t w e e n t h e d r u g - t r e a t e d
r e s p e c t i v e c o n t r o l s o n t h e r i g h t . # S l e e p l o s s i n d D A 1 / e l a v ; d u m b 1 f l i e s i s
s t r a i n s a n d t h e i r s h a m - t r e a t e d s i b l i n g s . # S i g n i f i c a n c e l e v e l b y S t u d e n t s t t e s t
s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t o n l y i n r e s p e c t t o o n e c o n t r o l l i n e e l a v / ; d u m b 1 ( P
( P 0 . 0 5 ) b e t w e e n t h e t r a n s g e n i c f l i e s , C 7 4 7 / d D A 1 , a n d o n e o f t h e c o n t r o l
0 . 0 4 7 ) a n d i s n o t s i g n i f i c a n t c o m p a r e d w i t h d D A 1 / ; d u m b 1 . ( B ) F l i e s o v e r e x -
l i n e s , d D A 1 / .
p r e s s i n g d D A 1 a r e r e s p o n s i v e t o M E T H s i m i l a r t o c o n t r o l f l i e s . P e r c e n t c h a n g e
i n a m o u n t o f s l e e p d u r i n g t h e S T E t o 2 . 5 m g / m l M E T H ( n 2 1 4 9 f l i e s ; A N O V A ;
F ( 6 , 2 1 8 ) 2 . 1 4 , P 8 . 4 5 ) . # S i g n i f i c a n c e l e v e l o f P 0 . 0 1 b y S t u d e n t s t t e s t
d u m b 1 a n d f m n f l i e s t o i n c r e a s i n g d o s e s o f M E T H . I n c o n t r a s t
b e t w e e n t r a n s g e n i c f l i e s d D A 1 / e l a v a n d d D A 1 / C 7 4 7 a n d t h e c o n t r o l s t r a i n
t o W T f l i e s , w h i c h l o s t s l e e p d u r i n g t h e S T E a n d L T E t o M E T H ,
d D A 1 / . ( B , I n s e t ) M E T H e x p o s u r e d o e s n o t c h a n g e t h e e x p r e s s i o n o f d D A 1
f m n a n d d u m b 1 f l i e s w e r e r e s i s t a n t ( F i g . 4 ) . T h i s r e s u l t a g r e e s t r a n s c r i p t i n t h e h e a d s o f W T f l i e s ( P 0 . 1 b y S t u d e n t s t t e s t b e t w e e n t h e
d r u g - t r e a t e d s t r a i n s a n d t h e i r s h a m - t r e a t e d s i b l i n g s ) . P e r c e n t a g e c h a n g e i n
w e l l w i t h f i n d i n g s f r o m D 1 R a n d D A T m u t a n t m i c e , w h i c h a r e
t h e d D A 1 t r a n s c r i p t w a s m e a s u r e d b y a q u a n t i t a t i v e P C R a s s a y i n t h e w h o l e
l i k e w i s e r e s i s t a n t t o t h e p s y c h o s t i m u l a n t e f f e c t o f c o c a i n e a n d
h e a d s o f W T f e m a l e f l i e s . A n i m a l s w e r e s e l e c t e d a n d f r o z e n a f t e r e i t h e r 1 2 h
M E T H ( 7 , 2 5 ) . E x t e n d e d M E T H e x p o s u r e i n t h e f l y m u t a n t s d i d
( S T E ) o r 9 6 h ( L T E ) . O n l y f l i e s t h a t l o s t m o r e t h a n 3 0 % o f t h e i r b a s e l i n e a m o u n t
n o t i n c r e a s e M E T H s e n s i t i v i t y ; i n s t e a d , i t t e n d e d t o i n c r e a s e
o f s l e e p w h e n e x p o s e d t o 2 . 5 m g / m l M E T H a n d t h e i r s h a m - t r e a t e d s i b l i n g s
s l e e p i n f m n f l i e s ( F i g . 4 B ) . A s i m i l a r s l e e p - p r o m o t i n g e f f e c t o f
w i t h l e s s t h a n a 1 0 % c h a n g e i n a m o u n t o f s l e e p w e r e u s e d f o r t h e a n a l y s i s .
M E T H h a s a l s o b e e n o b s e r v e d i n D A T m u t a n t m i c e ( 7 ) . T h u s ,
i n D r o s o p h i l a , t h e a r o u s i n g e f f e c t s o f M E T H a n d C A F F i n v o l v e
p a r t i a l l y o v e r l a p p i n g c o m p o n e n t s o f t h e d o p a m i n e r g i c s y s t e m :
d D A 1 , C 7 4 7 / d D A 1 , a n d M B 2 4 7 / d D A 1 t r a n s g e n i c f l i e s a l l s h o w e d
t h e d D A 1 r e c e p t o r i s i n v o l v e d i n t h e b e h a v i o r a l e f f e c t s o f b o t h
s u b s t a n t i a l s l e e p l o s s s i m i l a r t o o r g r e a t e r t h a n t h e c o n t r o l s t r a i n s
d r u g s , w h e r e a s D A T i s r e q u i r e d o n l y f o r t h e a r o u s i n g e f f e c t s o f
( F i g . 5 B ) . T h i s f i n d i n g s u g g e s t s t h a t a l t h o u g h d o w n r e g u l a t i o n o f
M E T H .
d D A 1 i n M B s m a y b e r e q u i r e d f o r C A F F - i n d u c e d w a k e f u l n e s s ,
K n o w i n g t h a t t h e e x p r e s s i o n o f d D A 1 i n M B s i s r e q u i r e d f o r
M E T H - i n d u c e d w a k e f u l n e s s d o e s n o t i n v o l v e d o w n r e g u l a t i o n o f
t h e w a k e - i n d u c i n g p r o p e r t i e s o f C A F F , w e a s k e d i f d D A 1 i n M B s
d D A 1 . B e c a u s e s l e e p l o s s i n C 7 4 7 / d D A 1 f l i e s i s s o m e w h a t
m e d i a t e s M E T H - i n d u c e d w a k e f u l n e s s . T h e d u m b 1 m u t a n t t r a n s -
g r e a t e r t h a n i n e l a v / d D A 1 f l i e s , i t i s p o s s i b l e t h a t M E T H - i n d u c e d
g e n i c f l i e s t h a t e x p r e s s e d d D A 1 e i t h e r i n t h e M B s a l o n e ( D A 1 /
w a k e f u l n e s s i n v o l v e s d i f f e r e n t i a l r e g u l a t i o n o f d D A 1 e x p r e s s i o n
C 7 4 7 ; d u m b 1 o r D A 1 / M B 2 4 7 ; d u m b 1 ) o r i n t h e e n t i r e b r a i n
i n d i f f e r e n t b r a i n a r e a s : m o r e i n M B s a n d l e s s i n o t h e r b r a i n
( D A 1 / e l a v ; d u m b 1 ) b o t h s h o w e d s l e e p l o s s o n M E T H ( F i g . 5 A ) .
a r e a s . S u c h a s c e n a r i o a g r e e s w e l l w i t h o u r f i n d i n g t h a t t h e d D A 1
T h e a m o u n t o f s l e e p l o s t w a s s i m i l a r w i t h e i t h e r w h o l e - b r a i n o r
t r a n s c r i p t d o e s n o t c h a n g e i n t h e s a m p l e s e x t r a c t e d f r o m w h o l e
M B e x p r e s s i o n ( D A 1 / e l a v ; d u m b 1 1 6 6 . 1 % s l e e p l o s s a n d
h e a d s o f M E T H - e x p o s e d f l i e s .
D A 1 / C 7 4 7 ; d u m b 1 2 0 . 3 2 . 9 % s l e e p l o s s ) , i n d i c a t i n g t h a t
a l t h o u g h t h e e x p r e s s i o n o f d D A 1 i n M B s m e d i a t e s M E T H -
d D A 1 R e c e p t o r D o e s N o t R e g u l a t e B a s e l i n e S l e e p . A l t h o u g h d D A 1 i s
i n d u c e d w a k e f u l n e s s , t h e e x p r e s s i o n o f d D A 1 i n a r e a s o u t s i d e o f
s t r o n g l y e x p r e s s e d i n M B s , w h e r e m o s t g e n e s a f f e c t i n g b a s e l i n e
t h e M B s d o e s n o t h a v e a s i g n i f i c a n t a d d i t i v e e f f e c t . T h u s , d D A 1
s l e e p i n D r o s o p h i l a a r e e x p r e s s e d ( 2 6 3 1 ) , t h e a v e r a g e a m o u n t
e x p r e s s i o n i n M B m e d i a t e s t h e a r o u s i n g e f f e c t s o f M E T H ,
o f s l e e p a n d a c t i v i t y d u r i n g w a k i n g w e r e i n d i s t i n g u i s h a b l e b e -
a l t h o u g h n o t a s c o m p l e t e l y a s i t d o e s C A F F ( s e e a l s o F i g . S 3 ) .
t w e e n W T a n d d u m b 1 f l i e s ( F i g . S 4 A a n d B ) , i n c o n t r a s t t o f m n
U n l i k e C A F F , S T E t o M E T H d i d n o t l e a d t o d o w n r e g u l a t i o n
f l i e s , w h i c h h a v e l o w e r e d b a s e l i n e a m o u n t s o f s l e e p a n d i n -
o f d D A 1 t r a n s c r i p t s i n W T f l i e s ( F i g . 5 B , I n s e t ) ; t h u s , w e
s p e c u l a t e d t h a t o v e r e x p r e s s i o n o f d D A 1 i n W T f l i e s w o u l d n o t c r e a s e d l o c o m o t o r a c t i v i t y d u r i n g w a k i n g ( r e f . 2 1 ; F i g . S 4 A a n d
l e a d t o r e s i s t a n c e t o M E T H . I n d e e d , M E T H - e x p o s e d e l a v / B ; s e e S I T e x t f o r a d d i t i o n a l d e t a i l s . )
A n d r e t i c e t a l . P N A S D e c e m b e r 2 3 , 2 0 0 8 v o l . 1 0 5 n o . 5 1 2 0 3 9 5
G E N E T I C S
D i s c u s s i o n d D A 1 i n W T f l i e s a f t e r C A F F e x p o s u r e s u p p o r t a m o d e l i n w h i c h
t h e a d e n o s i n e r g i c s y s t e m a c t s a s a n e u r o m o d u l a t o r o f d o p a m i n e r g i c
W a k e - I n d u c i n g P r o p e r t i e s o f P s y c h o s t i m u l a n t s A r e M e d i a t e d b y d D A 1 .
s i g n a l i n g . C A F F a c t i n g t h r o u g h A d o R o n d o p a m i n e r g i c n e u r o n s
I n D r o s o p h i l a , t h e w a k e - p r o m o t i n g a c t i o n o f t h e a d e n o s i n e r g i c
c o u l d s t i m u l a t e d o p a m i n e s y n t h e s i s o r r e l e a s e t h r o u g h p r o t e i n
a n t a g o n i s t C A F F i s m e d i a t e d t h r o u g h t h e d D A 1 r e c e p t o r .
G e n e t i c m a n i p u l a t i o n s o f t h e d D A 1 r e c e p t o r , a s i n d u m b 1 k i n a s e A d e p e n d e n t m e c h a n i s m s s i m i l a r t o t h e A 2 A r e c e p t o r i n
m a m m a l s ( 4 ) . P o s t s y n a p t i c a l l y , d D A 1 r e c e p t o r s l o c a t e d o n M B
m u t a n t s , o r o v e r e x p r e s s i o n o f d D A 1 i n t h e M B s o f t r a n s g e n i c
n e u r o n s r e s p o n d h o m e o s t a t i c a l l y b y d o w n r e g u l a t i n g t h e i r e x p r e s -
f l i e s b o t h l e a d t o r e s i s t a n c e t o t h e a r o u s i n g e f f e c t s o f C A F F .
s i o n , a c o m m o n a d a p t i v e m e c h a n i s m i n r e s p o n s e t o e x c e s s i v e
T h e s e a p p a r e n t l y p a r a d o x i c a l f i n d i n g s c a n b e r e c o n c i l e d i f t h e
s t i m u l a t i o n . A r e l a t e d m e c h a n i s m i n v o l v i n g A 1 - D 1 r e c e p t o r i n t e r -
C A F F r e s p o n s e r e q u i r e s d o w n r e g u l a t i o n o f t h e d D A 1 r e c e p t o r
a c t i o n w a s o b s e r v e d i n t h e r o d e n t b r a i n a n d i m p l i c a t e d i n t h e
i n t h e M B s w i t h i n a c e r t a i n r a n g e . I n s u p p o r t o f t h i s m o d e l ( F i g .
p s y c h o s t i m u l a n t p r o p e r t i e s o f C A F F ( 3 6 ) . F u r t h e r m o r e , a r e c e n t
S 5 ) , t h e d D A 1 m R N A t r a n s c r i p t i n W T f l i e s i s d o w n r e g u l a t e d i n
D r o s o p h i l a r e p o r t s h o w s i n c r e a s e d d o p a m i n e r g i c c o n t e n t c o n c o m -
r e s p o n s e t o e i t h e r S T E o r L T E t o C A F F ( s e e R e s u l t s ) , t h e d D A 1
i t a n t w i t h d e c r e a s e d d D A 1 e x p r e s s i o n i n t h e b r a i n s o f s l e e p -
p r o d u c t i s a l r e a d y r e d u c e d t o a n e g l i g i b l e l e v e l i n t h e M B s ( a n d
d e p r i v e d f l i e s ( 3 7 ) .
m o s t o t h e r r e g i o n s ) o f t h e d u m b m u t a n t ( 2 0 ) , a n d e x c e s s
e x p r e s s i o n o f t h e d D A 1 r e c e p t o r i n t h e M B s p r o d u c e s C A F F
R o l e o f M B s i n P s y c h o s t i m u l a n t E f f e c t s o n S l e e p . A l t h o u g h t h e
r e s i s t a n c e ( s e e R e s u l t s ) , s u g g e s t i n g t h a t l e v e l s i n t h e s e f l i e s
f u n c t i o n o f s l e e p s t i l l r e m a i n s a m y s t e r y , o n e l i n e o f e v i d e n c e
c a n n o t b e s u f f i c i e n t l y d o w n r e g u l a t e d .
s u g g e s t s t h a t s y n a p t i c p l a s t i c i t y u n d e r l y i n g m e m o r y c o n s o l i d a t i o n
A r o l e f o r t h e M B s i n t h e c o n t r o l o f a r o u s a l h a s b e e n p r o p o s e d
m i g h t o c c u r d u r i n g s l e e p ( e . g . , r e f . 3 8 ) . T h a t s u c h a c o n s e r v e d
i n t h e p a s t ( 3 2 ) . M B s h a v e a n i n h i b i t o r y e f f e c t o n l o c o m o t o r
f u n c t i o n o f s l e e p m i g h t b e p r e s e n t i n D r o s o p h i l a h a s b e e n s p a r k e d
a c t i v i t y b u t a s t i m u l a t o r y e f f e c t t o w a r d s l e e p ( 3 3 , 3 4 ) . G e n e t i c
b y a n u m b e r o f r e c e n t r e p o r t s s h o w i n g o v e r l a p b e t w e e n g e n e s
a n d t r a n s g e n i c m a n i p u l a t i o n s o f M B s , w h i c h l e a d t o d e c r e a s i n g
[ d u n c e , r u t a b a g a , C l o c k , S h a k e r , 5 H T 1 A , a n d G A B A ( A ) ] a n d a n a -
a m o u n t s o f s l e e p , a r e o f t e n a c c o m p a n i e d b y a s h o r t e n i n g o f
t o m i c a l r e g i o n s ( M B s ) , w h i c h r e g u l a t e s l e e p a s w e l l a s l e a r n i n g a n d
s l e e p e p i s o d e s , a n d c a n t h u s b e e x p l a i n e d b y a p r e m a t u r e
m e m o r y ( 2 6 , 2 7 , 2 9 , 3 0 , 3 1 , 3 3 , 3 4 ) . O u r f i n d i n g s s h o w t h a t d D A 1 ,
a r o u s i n g s i g n a l ( 2 1 , 2 6 , 2 9 , 3 1 , 3 3 , 3 4 ) .
a r e c e p t o r w i t h a r o l e i n n e u r o n a l p l a s t i c i t y i n M B - d e p e n d e n t
O u r o b s e r v a t i o n t h a t t h e d o s e s o f C A F F t h a t d e c r e a s e s l e e p
l e a r n i n g t a s k s , h a s o n l y a m o d e r a t e r o l e i n r e g u l a t i o n o f b a s e l i n e
a l s o i n c r e a s e m o t o r a c t i v i t y i s s i m i l a r t o t h e e f f e c t o f C A F F i n
s l e e p , a l t h o u g h i t i s i m p o r t a n t i n c o n d i t i o n s o f e l e v a t e d a r o u s a l ,
v e r t e b r a t e s . I n m a m m a l s , t h e a n t a g o n i s t i c e f f e c t o f C A F F o n
s u c h a s t h o s e i n d u c e d b y s t i m u l a n t s .
a d e n o s i n e r e c e p t o r s l o c a t e d o n d o p a m i n e r g i c n e u r o n s l e a d s t o
O p t i m a l b e h a v i o r a l p e r f o r m a n c e , s u c h a s l e a r n i n g , i s d e p e n -
i n c r e a s e d r e l e a s e ( 2 , 3 , 1 9 ) . A s i m i l a r m e c h a n i s m m i g h t b e
d e n t o n a d e q u a t e l e v e l s o f a r o u s a l ( 3 9 , 4 0 ) . A l t h o u g h p s y c h o -
o p e r a t i n g i n f l i e s , b a s e d o n t h e c o r r e l a t i o n t h a t w e h a v e s h o w n
s t i m u l a n t e x p o s u r e i n c r e a s e s d o p a m i n e r g i c t r a n s m i s s i o n a n d
b e t w e e n C A F F r e s p o n s i v e n e s s a n d f u n c t i o n a l d D A 1 r e c e p t o r s i n
i n c r e a s e s g e n e r a l a r o u s a l , i t a l s o i n f l u e n c e s s p e c i f i c f u n c t i o n s
M B s a s w e l l a s o n t h e m o t o r - a c t i v a t i n g e f f e c t s o f d o p a m i n e ( 2 1 ) .
r e l a t e d t o r e w a r d ( 4 0 ) . T h e s e m u l t i p l e r o l e s a r e p r e s e r v e d i n
A l t h o u g h C A F F a n d M E T H l e a d t o s i m i l a r w a k e - p r o m o t i n g
D r o s o p h i l a , i n w h i c h m e c h a n i s m s f o r a r o u s a l a n d l e a r n i n g c o n -
a n d m o t o r - a c t i v a t i n g e f f e c t s , t h e n e u r o n a l m e c h a n i s m s u n d e r -
v e r g e o n t h e d D A 1 r e c e p t o r , t h u s e n s u r i n g t h a t l e a r n i n g a s s o -
l y i n g r e s p o n s e s t o t h e s e d r u g s a r e o n l y p a r t i a l l y o v e r l a p p i n g .
c i a t e d w i t h s u r v i v a l o c c u r s i n a n a t t e n t i v e a n d a w a k e o r g a n i s m .
B o t h r e s p o n s e s r e q u i r e a f u n c t i o n a l d D A 1 r e c e p t o r , p a r t i c u l a r l y
C A F F a n d M E T H e f f e c t s o n d D A 1 r e c e p t o r s i n M B s c o u l d b e
i n t h e M B s , b u t M E T H d o e s n o t l e a d t o u n i f o r m d o w n r e g u l a t i o n
m i m i c k i n g , a l b e i t a t a n e l e v a t e d l e v e l , t h e i n c r e a s e d d o p a m i n e r -
o f d D A 1 i n t h e b r a i n , a l t h o u g h i t i s c o n c e i v a b l e t h a t d o w n r e g u -
g i c s i g n a l i n g t h a t o t h e r w i s e o c c u r s d u r i n g l e a r n i n g a n d m e m o r y ,
l a t i o n m i g h t o c c u r i n a l i m i t e d a r e a o f t h e b r a i n o u t s i d e o f t h e
r e f l e c t i n g t h e r o l e t h a t d D A 1 r e c e p t o r s p l a y i n t h a t p r o c e s s .
M B . A l t h o u g h C A F F - i n d u c e d w a k e f u l n e s s i n v o l v e s d D A 1 d o w n -
r e g u l a t i o n i n M B s , M E T H - i n d u c e d w a k e f u l n e s s c o u l d i n v o l v e a
M e t h o d s
s e l e c t i v e i n c r e a s e o f d D A 1 i n M B s , w h e r e a s d D A 1 e x p r e s s i o n
A n i m a l s . F l i e s w e r e h o u s e d a t 2 5 ° C , 6 0 % h u m i d i t y , a n d a 1 2 - h l i g h t / d a r k c y c l e
m i g h t b e u n c h a n g e d o r e v e n d e c r e a s e d i n o t h e r b r a i n a r e a s . S u c h
o n s t a n d a r d a g a r - a n d y e a s t - b a s e d f o o d ( 1 2 ) . C a n t o n - S w a s o u r s t a n d a r d
a n i n t e r p r e t a t i o n i s s u p p o r t e d b y t h e l a c k o f s i g n i f i c a n t m o d u -
b a c k g r o u n d f o r a l l s t r a i n s : d u m b 1 , f m n , U A S - d D A 1 ; d u m b 1 / T M 3 , T b , C 7 4 7 ;
l a t i o n o f d D A 1 t r a n s c r i p t i n s a m p l e s o b t a i n e d f r o m t h e e n t i r e
d u m b 1 , e l a v G A L 4 / C y O ; d u m b 1 , M B 2 4 7 / C y O ; a n d d u m b 1 , U A S - d D A 1 , a n d e l a v -
b r a i n o f M E T H - f e d f l i e s a s w e l l a s w e a k e r r e s c u e o f M E T H
G a l 4 , C 7 4 7 .
r e s p o n s e w h e n d D A 1 w a s e x p r e s s e d i n t h e e n t i r e b r a i n v s . t h e
M B s ( F i g . 5 A ) . W h e n d D A 1 e x p r e s s i o n i s r e s t r i c t e d o n l y t o a r e a s
S l e e p M e a s u r e m e n t s . S l e e p w a s m e a s u r e d u s i n g t h e D r o s o p h i l a A c t i v i t y M o n -
o u t s i d e o f t h e M B s ( F i g . S 3 ) , M E T H r e s p o n s e i s a t l e a s t a s g r e a t
i t o r i n g S y s t e m ( T r i K i n e t i c s ) , w i t h a d a t a c o l l e c t i o n i n t e r v a l s e t a t 5 m i n a s
a s i n p a n n e u r a l ( e l a v ) e x p r e s s i o n , f u r t h e r s u g g e s t i n g t h e p o s s i - d e s c r i b e d p r e v i o u s l y ( 4 1 ) , w i t h a d l i b i t u m f o o d .
b i l i t y o f a n t a g o n i s m b e t w e e n M B s a n d o t h e r a r e a s f o r t h i s e f f e c t .
P h a r m a c o l o g i c a l T r e a t m e n t . F l i e s w e r e e x p o s e d t o C A F F o r M E T H d u r i n g 1 2 h
A n o t h e r D A r e c e p t o r , d a m b , w h i c h i s s p e c i f i c t o t h e M B s ( 3 5 ) ,
o f l i g h t s o f f o r f o r 9 6 h s t a r t i n g a t l i g h t s o n . W a t e r - b a s e d s o l u t i o n s o f d r u g s
i s n o t r e l e v a n t t o t h e s e r e s p o n s e s . I t d o e s n o t s h o w a l t e r e d
w e r e m i x e d i n t o t h e f o o d . D r u g e f f e c t s d u r i n g S T E w e r e c a l c u l a t e d b y c o m -
r e g u l a t i o n i n r e s p o n s e t o C A F F o r M E T H i n W T o r d u m b
p a r i n g t h e a m o u n t o f s l e e p d u r i n g t h e b a s e l i n e n i g h t ( w i t h o u t d r u g ) w i t h t h a t
m u t a n t s , a n d d D A 1 e x p r e s s i o n a l o n e o r i n c o m b i n a t i o n w i t h
d u r i n g t h e t r e a t m e n t n i g h t . T h e s h a m c o n t r o l f o r m a n i p u l a t i o n w a s a g r o u p
C A F F o r M E T H i s n o t a l t e r e d i n d a m b m u t a n t s ( R . A . , Y . - C . K . ,
o f f l i e s t r a n s f e r r e d t o f o o d w i t h o u t d r u g .
K . - A . H . , R . J . G . , u n p u b l i s h e d d a t a ) .
A l t o g e t h e r , t h e s e f i n d i n g s s u g g e s t a m o d e l i n w h i c h t h e a r o u s i n g
Q u a n t i t a t i v e P C R . T o t a l R N A e x t r a c t i o n , r e v e r s e t r a n s c r i p t i o n , a n d q u a d r u p l i -
a n d m o t o r - a c t i v a t i n g e f f e c t s o f C A F F a r e a c o n s e q u e n c e o f i t s
c a t e R T q u a n t i t a t i v e P C R a s s a y s w e r e p e r f o r m e d a s d e s c r i b e d e l s e w h e r e ( 2 8 ) .
n e u r o m o d u l a t o r y a c t i o n o n d o p a m i n e r g i c s i g n a l i n g ( F i g . S 5 ) . T h i s
P r i m e r s w e r e a s f o l l o w s : d u m b f o r w a r d 5 - C C G T C G T G T C C A G C T G T A - 3 a n d
i s b a s e d o n s i m i l a r b e h a v i o r a l r e s p o n s e s t o C A F F a n d C P T i n r e v e r s e 5 A T A G C A G T A T A G C C G A C A G T A G A T G - 3 a n d R P 4 9 f o r w a r d 5 -
T G G A G G T C C T G C T C A T G C A - 3 a n d r e v e r s e 5 - G G C A T C T C G C G C A G T A A A C - 3 .
D r o s o p h i l a , w h i c h i m p l i e s t h a t t h e a r o u s i n g p r o p e r t i e s o f C A F F
i n v o l v e c l o s e i n t e r a c t i o n b e t w e e n t h e a d e n o s i n e a n d d o p a m i n e
A C K N O W L E D G M E N T S . W e t h a n k H . D i e r i c k , J . G a l l y , a n d C . H u g h e s f o r h e l p f u l
s y s t e m s , a s t h e y d o i n m a m m a l s . P r e s y n a p t i c a l l y , C A F F c a n i n c r e a s e
c o m m e n t s a n d J e n é e W a g n e r f o r e x p e r t t e c h n i c a l a s s i s t a n c e . T h i s w o r k w a s
d o p a m i n e r e l e a s e b y a n t a g o n i z i n g a d e n o s i n e r e c e p t o r s o n d o p a -
s u p p o r t e d b y N a t i o n a l S c i e n c e F o u n d a t i o n ( N S F ) g r a n t 0 5 2 3 2 6 ( t o R . J . G . ) , b y
m i n e r g i c n e u r o n s ( 2 , 3 ) . R e s i s t a n c e t o t h e w a k e - p r o m o t i n g e f f e c t o f
t h e N e u r o s c i e n c e s R e s e a r c h F o u n d a t i o n , a n d b y g r a n t s f r o m t h e N a t i o n a l
t h e A 1 R a n t a g o n i s t i n d u m b 1 m u t a n t s a n d d e c r e a s e d e x p r e s s i o n o f I n s t i t u t e o f C h i l d H e a l t h a n d H u m a n D e v e l o p m e n t a n d N S F ( t o K . - A . H a n ) .
2 0 3 9 6 w w w . p n a s . o r g c g i d o i 1 0 . 1 0 7 3 p n a s . 0 8 0 6 7 7 6 1 0 5 A n d r e t i c e t a l .
E d i t e d b y F o x i t R e a d e r
C o p y r i g h t ( C ) b y F o x i t S o f t w a r e C o m p a n y , 2 0 0 5 - 2 0 0 6
F o r E v a l u a t i o n O n l y .
1 . P o r k k a - H e i s k a n e n T , A l a n k o L , K a l i n c h u k A , S t e n b e r g D ( 2 0 0 2 ) A d e n o s i n e a n d s l e e p . S l e e p 2 2 . S p i e l e w o y C , e t a l . ( 2 0 0 0 ) B e h a v i o u r a l d i s t u r b a n c e s a s s o c i a t e d w i t h h y p e r d o p a m i n e r g i a i n
M e d R e v 6 : 3 2 1 3 3 2 . d o p a m i n e - t r a n s p o r t e r k n o c k o u t m i c e . B e h a v P h a r m a c o l 1 1 : 2 7 9 2 9 0 .
2 . S o l i n a s M , e t a l . ( 2 0 0 2 ) C a f f e i n e i n d u c e s d o p a m i n e a n d g l u t a m a t e r e l e a s e i n t h e s h e l l o f
2 3 . Z h u a n g X , e t a l . ( 2 0 0 1 ) H y p e r a c t i v i t y a n d i m p a i r e d r e s p o n s e h a b i t u a t i o n i n h y p e r d o p a m -
t h e n u c l e u s a c c u m b e n s . J N e u r o s c i 2 2 : 6 3 2 1 6 3 2 4 .
i n e r g i c m i c e . P r o c N a t l A c a d S c i U S A 9 8 : 1 9 8 2 1 9 8 7 .
3 . Q u a r t a D , e t a l . ( 2 0 0 4 ) A d e n o s i n e r e c e p t o r - m e d i a t e d m o d u l a t i o n o f d o p a m i n e r e l e a s e i n
2 4 . S v e n n i n g s s o n P , N o m i k o s G G , F r e d h o l m B B ( 1 9 9 5 ) B i p h a s i c c h a n g e s i n l o c o m o t o r b e h a v i o r
t h e n u c l e u s a c c u m b e n s d e p e n d s o n g l u t a m a t e n e u r o t r a n s m i s s i o n a n d N - m e t h y l - D -
a n d i n e x p r e s s i o n o f m R N A f o r N G F I - A a n d N G F I - B i n r a t s t r i a t u m f o l l o w i n g a c u t e c a f f e i n e
a s p a r t a t e r e c e p t o r s t i m u l a t i o n . J N e u r o c h e m 9 1 : 8 7 3 8 8 0 .
a d m i n i s t r a t i o n . J N e u r o s c i 1 5 : 7 6 1 2 7 6 2 4 .
4 . F e r r e S ( 2 0 0 8 ) A n u p d a t e o n t h e m e c h a n i s m s o f t h e p s y c h o s t i m u l a n t e f f e c t s o f c a f f e i n e .
2 5 . X u M , e t a l . ( 1 9 9 4 ) E l i m i n a t i o n o f c o c a i n e - i n d u c e d h y p e r a c t i v i t y a n d d o p a m i n e - m e d i a t e d
J N e u r o c h e m 1 0 5 : 1 0 6 7 1 0 7 9 .
n e u r o p h y s i o l o g i c a l e f f e c t s i n d o p a m i n e D 1 r e c e p t o r m u t a n t m i c e . C e l l 7 9 : 9 4 5 9 5 5 .
5 . B a s h e e r R , S t r e c k e r R E , T h a k k a r M M , M c C a r l e y R W ( 2 0 0 4 ) A d e n o s i n e a n d s l e e p - w a k e
2 6 . Y u a n Q , J o i n e r W J , S e h g a l A ( 2 0 0 6 ) A s l e e p - p r o m o t i n g r o l e f o r t h e D r o s o p h i l a s e r o t o n i n
r e g u l a t i o n . P r o g N e u r o b i o l 7 3 : 3 7 9 3 9 6 .
r e c e p t o r 1 A . C u r r B i o l 1 6 : 1 0 5 1 1 0 6 2 .
6 . F e r r e S , D i a m o n d I , G o l d b e r g S R , Y a o L , H o u r a n i S M , e t a l . ( 2 0 0 7 ) A d e n o s i n e A 2 A r e c e p t o r s
2 7 . H e n d r i c k s J C , e t a l . ( 2 0 0 3 ) G e n d e r d i m o r p h i s m i n t h e r o l e o f c y c l e ( B M A L 1 ) i n r e s t , r e s t
i n v e n t r a l s t r i a t u m , h y p o t h a l a m u s a n d n o c i c e p t i v e c i r c u i t r y i m p l i c a t i o n s f o r d r u g a d d i c -
r e g u l a t i o n , a n d l o n g e v i t y i n D r o s o p h i l a m e l a n o g a s t e r . J B i o l R h y t h m s 1 8 : 1 2 2 5 .
t i o n , s l e e p a n d p a i n . P r o g N e u r o b i o l 8 3 : 3 3 2 3 4 7 .
2 8 . S h a w P J , T o n o n i G , G r e e n s p a n R J , R o b i n s o n D F ( 2 0 0 2 ) S t r e s s r e s p o n s e g e n e s p r o t e c t
7 . W i s o r J P , e t a l . ( 2 0 0 1 ) D o p a m i n e r g i c r o l e i n s t i m u l a n t - i n d u c e d w a k e f u l n e s s . J N e u r o s c i
a g a i n s t l e t h a l e f f e c t s o f s l e e p d e p r i v a t i o n i n D r o s o p h i l a . N a t u r e 4 1 7 : 2 8 7 2 9 1 .
2 1 : 1 7 8 7 1 7 9 4 .
2 9 . H e n d r i c k s J C , e t a l . ( 2 0 0 1 ) A n o n - c i r c a d i a n r o l e f o r c A M P s i g n a l i n g a n d C R E B a c t i v i t y i n
8 . I s a a c S O , B e r r i d g e C W ( 2 0 0 3 ) W a k e - p r o m o t i n g a c t i o n s o f d o p a m i n e D 1 a n d D 2 r e c e p t o r
D r o s o p h i l a r e s t h o m e o s t a s i s . N a t N e u r o s c i 4 : 1 1 0 8 1 1 1 5 .
s t i m u l a t i o n . J P h a r m a c o l E x p T h e r 3 0 7 : 3 8 6 3 9 4 .
3 0 . A g o s t o J , e t a l . ( 2 0 0 8 ) M o d u l a t i o n o f G A B A ( A ) r e c e p t o r d e s e n s i t i z a t i o n u n c o u p l e s s l e e p
9 . S t o n e h o u s e A H , A d a c h i M , W a l c o t t E C , J o n e s F S ( 2 0 0 3 ) C a f f e i n e r e g u l a t e s n e u r o n a l
o n s e t a n d m a i n t e n a n c e i n D r o s o p h i l a . N a t N e u r o s c i 1 1 : 3 5 4 3 5 9 .
e x p r e s s i o n o f t h e d o p a m i n e 2 r e c e p t o r g e n e . M o l P h a r m a c o l 6 4 : 1 4 6 3 1 4 7 3 .
3 1 . C i r e l l i C , e t a l . ( 2 0 0 5 ) R e d u c e d s l e e p i n D r o s o p h i l a S h a k e r m u t a n t s . N a t u r e 4 3 4 : 1 0 8 7 1 0 9 2 .
1 0 . Z a h n i s e r N R ( 1 9 9 8 ) R e g u l a t i o n o f t h e d o p a m i n e t r a n s p o r t e r a n d c o c a i n e s e n s i t i z a t i o n .
C o c a i n e a n d a C h a n g i n g B r a i n , e d P i l o t t e N S ( N a t i o n a l I n s t i t u t e o n D r u g A b u s e , R o c k v i l l e , 3 2 . M a r t i n J R , E r n s t R , H e i s e n b e r g M ( 1 9 9 8 ) M u s h r o o m b o d i e s s u p p r e s s l o c o m o t o r a c t i v i t y i n
M D ) p p . 2 3 2 9 . D r o s o p h i l a m e l a n o g a s t e r . L e a r n M e m 5 : 1 7 9 1 9 1 .
1 1 . C h e n J F , e t a l . ( 2 0 0 1 ) T h e r o l e o f t h e D ( 2 ) d o p a m i n e r e c e p t o r ( D ( 2 ) R ) i n A ( 2 A ) a d e n o s i n e 3 3 . J o i n e r W J , C r o c k e r A , W h i t e B H , S e h g a l A ( 2 0 0 6 ) S l e e p i n D r o s o p h i l a i s r e g u l a t e d b y a d u l t
r e c e p t o r ( A ( 2 A ) R ) - m e d i a t e d b e h a v i o r a l a n d c e l l u l a r r e s p o n s e s a s r e v e a l e d b y A ( 2 A ) a n d
m u s h r o o m b o d i e s . N a t u r e 4 4 1 : 7 5 7 7 6 0 .
D ( 2 ) r e c e p t o r k n o c k o u t m i c e . P r o c N a t l A c a d S c i U S A 9 8 : 1 9 7 0 1 9 7 5 .
3 4 . P i t m a n J L , M c G i l l J J , K e e g a n K P , A l l a d a R ( 2 0 0 6 ) A d y n a m i c r o l e f o r t h e m u s h r o o m b o d i e s
1 2 . A n d r e t i c R , v a n S w i n d e r e n B , G r e e n s p a n R J ( 2 0 0 5 ) D o p a m i n e r g i c m o d u l a t i o n o f a r o u s a l i n
i n p r o m o t i n g s l e e p i n D r o s o p h i l a . N a t u r e 4 4 1 : 7 5 3 7 5 6 .
D r o s o p h i l a . C u r r B i o l 1 5 : 1 1 6 5 1 1 7 5 .
3 5 . H a n K A , M i l l a r N S , G r o t e w i e l M S , D a v i s R L ( 1 9 9 6 ) D A M B , a n o v e l d o p a m i n e r e c e p t o r
1 3 . S h a w P J , C i r e l l i C , G r e e n s p a n R J , T o n o n i G ( 2 0 0 0 ) C o r r e l a t e s o f s l e e p a n d w a k i n g i n
e x p r e s s e d s p e c i f i c a l l y i n D r o s o p h i l a m u s h r o o m b o d i e s . N e u r o n 1 6 : 1 1 2 7 1 1 3 5 .
D r o s o p h i l a m e l a n o g a s t e r . S c i e n c e 2 8 7 : 1 8 3 4 1 8 3 7 .
3 6 . F e r r e S , P o p o l i P , T i n n e r - S t a i n e s B , F u x e K ( 1 9 9 6 ) A d e n o s i n e A 1 r e c e p t o r - d o p a m i n e D 1
1 4 . H e n d r i c k s J C , e t a l . ( 2 0 0 0 ) R e s t i n D r o s o p h i l a i s a s l e e p - l i k e s t a t e . N e u r o n 2 5 : 1 2 9 1 3 8 .
r e c e p t o r i n t e r a c t i o n i n t h e r a t l i m b i c s y s t e m : M o d u l a t i o n o f d o p a m i n e D 1 r e c e p t o r
1 5 . D o l e z e l o v a E , N o t h a c k e r H P , C i v e l l i O , B r y a n t P J , Z u r o v e c M ( 2 0 0 7 ) A D r o s o p h i l a a d e n o s i n e
a n t a g o n i s t b i n d i n g s i t e s . N e u r o s c i L e t t 2 0 8 : 1 0 9 1 1 2 .
r e c e p t o r a c t i v a t e s c A M P a n d c a l c i u m s i g n a l i n g . I n s e c t B i o c h e m M o l B i o l 3 7 : 3 1 8 3 2 9 .
3 7 . S e u g n e t L , S u z u k i Y , V i n e L , G o t t s c h a l k L , S h a w P J ( 2 0 0 8 ) D 1 r e c e p t o r a c t i v a t i o n i n t h e
1 6 . Z h a n g D , e t a l . ( 2 0 0 5 ) R e p e a t e d c o c a i n e a d m i n i s t r a t i o n i n d u c e s g e n e e x p r e s s i o n c h a n g e s
m u s h r o o m b o d i e s r e s c u e s s l e e p - l o s s - i n d u c e d l e a r n i n g i m p a i r m e n t s i n D r o s o p h i l a . C u r r
t h r o u g h t h e d o p a m i n e D 1 r e c e p t o r s . N e u r o p s y c h o p h a r m a c o l o g y 3 0 : 1 4 4 3 1 4 5 4 .
B i o l 1 8 : 1 1 1 0 1 1 1 7 .
1 7 . V e z i n a P ( 1 9 9 6 ) D 1 d o p a m i n e r e c e p t o r a c t i v a t i o n i s n e c e s s a r y f o r t h e i n d u c t i o n o f s e n s i -
3 8 . W a l k e r M P , S t i c k g o l d R ( 2 0 0 6 ) S l e e p , m e m o r y , a n d p l a s t i c i t y . A n n u R e v P s y c h o l 5 7 : 1 3 9
t i z a t i o n b y a m p h e t a m i n e i n t h e v e n t r a l t e g m e n t a l a r e a . J N e u r o s c i 1 6 : 2 4 1 1 2 4 2 0 .
1 6 6 .
1 8 . B e r r i d g e C W ( 2 0 0 6 ) N e u r a l s u b s t r a t e s o f p s y c h o s t i m u l a n t - i n d u c e d a r o u s a l . N e u r o p s y c h o -
3 9 . C h u d a s a m a Y , R o b b i n s T W ( 2 0 0 4 ) D o p a m i n e r g i c m o d u l a t i o n o f v i s u a l a t t e n t i o n a n d
p h a r m a c o l o g y 3 1 : 2 3 3 2 2 3 4 0 .
w o r k i n g m e m o r y i n t h e r o d e n t p r e f r o n t a l c o r t e x . N e u r o p s y c h o p h a r m a c o l o g y 2 9 : 1 6 2 8
1 9 . O k a d a M , M i z u n o K , K a n e k o S ( 1 9 9 6 ) A d e n o s i n e A 1 a n d A 2 r e c e p t o r s m o d u l a t e e x t r a c e l -
1 6 3 6 .
l u l a r d o p a m i n e l e v e l s i n r a t s t r i a t u m . N e u r o s c i L e t t 2 1 2 : 5 3 5 6 .
4 0 . S c h u l t z W ( 2 0 0 7 ) M u l t i p l e d o p a m i n e f u n c t i o n s a t d i f f e r e n t t i m e c o u r s e s . A n n u R e v
2 0 . K i m Y C , L e e H G , H a n K A ( 2 0 0 7 ) D 1 d o p a m i n e r e c e p t o r d D A 1 i s r e q u i r e d i n t h e m u s h r o o m
N e u r o s c i 3 0 : 2 5 9 2 8 8 .
b o d y n e u r o n s f o r a v e r s i v e a n d a p p e t i t i v e l e a r n i n g i n D r o s o p h i l a . J N e u r o s c i 2 7 : 7 6 4 0 7 6 4 7 .
4 1 . A n d r e t i c R , S h a w P J ( 2 0 0 5 ) E s s e n t i a l s o f s l e e p r e c o r d i n g s i n D r o s o p h i l a : M o v i n g b e y o n d
2 1 . K u m e K , K u m e S , P a r k S K , H i r s h J , J a c k s o n F R ( 2 0 0 5 ) D o p a m i n e i s a r e g u l a t o r o f a r o u s a l i n
t h e f r u i t f l y . J N e u r o s c i 2 5 : 7 3 7 7 7 3 8 4 . s l e e p t i m e . M e t h o d s E n z y m o l 3 9 3 : 7 5 9 7 7 2 .
A n d r e t i c e t a l . P N A S D e c e m b e r 2 3 , 2 0 0 8 v o l . 1 0 5 n o . 5 1 2 0 3 9 7
G E N E T I C S
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
The Effects of Caffeine on Sleep in Drosophila Require PKAInduction of two cytochrome P450 genes, Cyp6a2 and Cyp6a8 of Drosophila melanogaster by caffeineeffect of varying doses of caffeine on life span D melanogastermediator przepisyrecepty (2)14 Niezgodności recepturoweZolta zupa grochowa z wieprzowym ryjem (stara receptura)Kartofle ze sledziem (stara receptura)mediator rozp2Monensin induced suicidal erythrocyte death 10?llular Physiology and Biochemistrywszystkie recepty jakei były u olczakowejreceptory cz2Placek wojenny (stara receptura)więcej podobnych podstron