SUMMARY Classical forward and reverse mouse genetics approaches require germline mutations and, thus, are unwieldy to study sleep functions of essential genes or redundant pathways. It is also time-consuming to conduct electroencephalogram/electromyogram-based mouse sleep screening owning to labor-intensive surgeries and genetic crosses. Here, we describe a highly accurate SleepV (video) system and adeno-associated virus (AAV)-based adult brain chimeric (ABC)- expression/knockout (KO) platform for somatic genetics analysis of sleep in adult mice. A pilot ABC-expression screen identifies CREB and CRTC1, of which constitutive or inducible expression significantly reduces quantity and quality of non-rapid eye movement sleep. Whereas ABC-KO of exon 13 of Sik3 by AAV-Cre injection in Sik3-E13 flox/flox adult mice phenocopies Sleepy (Sik3 Slp/+ ) mice, ABC-CRISPR of Slp/Sik3 reverses hypersomnia of Sleepy mice, indicating a direct role of SLP/SIK3 kinase in sleep regulation. Multiplex ABC-CRISPR of both orexin/hypocretin receptors causes narcolepsy-like episodes, enabling one-step analysis of redundant genes in adult mice. Finally, ABC-expression/KO screen identifies Ankrd63 and NR1 as two potentially new sleep regulators. Therefore, this somatic genetics approach should facilitate high-throughput analysis of sleep regulatory genes, especially for essential or redundant genes, in adult mice by skipping the mouse development and genetic crosses.

Summary The neural mechanisms regulating sequential transitions of male sexual behaviors, such as mounting, intromission, and ejaculation, in the brain remain unclear. Here, we report that dopamine (DA) and acetylcholine (ACh) dynamics in the ventral shell of the nucleus accumbens (vsNAc) closely aligns with serial transitions of sexual behaviors in male mice. During intromission, the vsNAc exhibits dual ACh-DA rhythms generated by reciprocal regulation between ACh and DA signaling via nicotinic acetylcholine (nAChR) and dopamine D2 (D2R) receptors. Knockdown of choline acetyl transferase (ChAT) or D2R in the vsNAc diminished the likelihood of intromission and ejaculation. Optogenetic manipulations reveal that DA signaling sustains male sexual behaviors by suppressing activities of D2R vsNAc neurons. Moreover, ACh signaling promotes the initiation of mounting and intromission, but also induces the intromission-to-ejaculation transition by triggering a slowdown of DA rhythm. Therefore, dual ACh-DA dynamics harmonize in the vsNAc to drive sequential transitions of male mating behaviors.