Abstract Drosophila is a premier model for the study of circadian rhythms and sleep, revealing molecular mechanisms that are conserved with vertebrates, including humans. The Drosophila Activity Monitoring (DAM) system has been employed for automated, high throughput analyses, enabling measures of a wide range of measures of circadian and sleep, including period, rhythmicity, anticipation, sleep amount, bout length, and bout number. Yet there are no publicly available programs that capture the full breadth of these measures. Here we develop a new program SleepMat that analyzes a uniquely broader range of circadian and sleep parameters. The program is built on a Matlab platform, employs an easy-to-use graphic user interface, and is highly flexible to customize data inputs. This program will enable a user-friendly high throughput analysis of a broad range of sleep and circadian parameters that can be coupled to the power of Drosophila genetics.

SUMMARY A catalog of transcription factor (TF) binding sites in the genome is critical for deciphering regulatory relationships. Here we present the culmination of the modERN (model organism Encyclopedia of Regulatory Networks) consortium that systematically assayed TF binding events in vivo in two major model organisms, Drosophila melanogaster (fly) and Caenorhabditis elegans (worm). We describe key features of these datasets, comprising 604 TFs identifying 3.6M sites in the fly and 350 TFs identifying 0.9 M sites in the worm. Applying a machine learning model to these data identifies sets of TFs with a prominent role in promoting target gene expression in specific cell types. TF binding data are available through the ENCODE Data Coordinating Center and at https://epic.gs.washington.edu/modERNresource , which provides access to processed and summary data, as well as widgets to probe cell type-specific TF-target relationships. These data are a rich resource that should fuel investigations into TF function during development.

Abstract The TIMELESS (TIM) phosphatase, Phosphatase of Regenerating Liver-1 (PRL-1 ), is required for setting behavioral phase especially under short photoperiod conditions. Yet the circadian clock neurons and underlying mechanisms important for these effects are unknown. Here we demonstrate that PRL-1 function in PDF neurons is necessary and sufficient for timing morning and evening phase under short photoperiod (6:18) conditions. In standard (12:12) photoperiod, we find that PRL-1 rescue or blocking PRL-1 knockdown in PDF neurons restores wild-type morning phase. Expression of the TIM kinase shaggy (sgg ) in PDF neurons suppresses in an additive manner PRL-1 period lengthening and delayed morning phase further underscoring the role of PDF neurons. In contrast to knockdown in all clock neurons, knockdown of PRL-1 selectively in PDF clock neurons does not alter the timing of morning or evening phase under standard photoperiod conditions, suggesting PRL-1 function in non-PDF neurons may also be important. In contrast to SGG effects, we find that phase delay of evening onset due to expression of a dominant negative version of the TIM kinase CK2 (CK2alpha Tik ) requires PRL-1 . Given that TIM is a substrate of both the PRL-1 phosphatase and CK2 kinase, we hypothesize that PRL-1 dephosphorylation at specific sites may be necessary for subsequent CK2 phosphorylation to time behavior.

Abstract Injury to adult mammalian central nervous system (CNS) axons results in limited regeneration. Rodent studies have revealed a developmental switch in CNS axon regenerative ability, yet whether this is conserved in humans is unknown. Using human fibroblasts from 8 gestational-weeks to 72 years-old, we performed direct reprogramming to transdifferentiate fibroblasts into induced neurons (Fib-iNs), avoiding pluripotency which restores cells to an embryonic state. We found that early gestational Fib-iNs grew longer neurites than all other ages, mirroring the developmental switch in regenerative ability in rodents. RNA-sequencing and screening revealed ARID1A as a developmentally-regulated modifier of neurite growth in human neurons. These data suggest that age-specific epigenetic changes may drive the intrinsic loss of neurite growth ability in human CNS neurons during development. One-Sentence Summary: Directly-reprogrammed human neurons demonstrate a developmental decrease in neurite growth ability.