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莱比锡大学和其他机构的研究人员首次全面了解了果蝇(Drosophila melanogaster)的整个神经系统。这一发现最近发表在《自然》杂志上,标志着首次详细描述跨越成年果蝇整个神经系统的神经元的研究。研究人员还首次比较了雌性和雄性样本的整套神经连接(连接组),并发现了差异。
莱比锡大学和其他机构的研究人员首次全面了解了果蝇(Drosophila melanogaster)的整个神经系统。这一发现最近发表在《自然》杂志上,标志着首次详细描述跨越成年果蝇整个神经系统的神经元的研究。研究人员还首次比较了雌性和雄性样本的整套神经连接(连接组),并发现了差异。
“目前,只有一些果蝇连接体的电子显微镜数据集。到目前为止,还没有一个包括整个中枢神经系统——也就是说,包括大脑和腹侧神经索,腹侧神经索的功能相当于脊椎动物的脊髓。到目前为止,由于技术限制,数据集已经结束了,”来自莱比锡大学的首席研究员Katharina Eichler博士解释说,描述了目前的研究状况。
然而,贯穿颈结缔组织(大脑和神经索之间的联系)的神经元对于传递昆虫大脑中做出的决定至关重要。到目前为止,这些神经回路仍然是未知的。
“我们现在已经确定了三个连接体中的这些神经元,并分析了它们的通路。我们研究了一个女性的大脑数据集,以及一个男性和一个女性的神经索数据集,”Eichler说,Eichler之前在剑桥大学进行了关于这个主题的研究,然后在莱比锡大学继续工作。
这篇论文描述了果蝇颈部所有可以用光学显微镜数据识别的神经元。这使得研究人员能够完整地分析这些细胞形成的回路。在比较雄性和雌性神经元时,科学家们首次发现了性别特异性差异。
以前未知的细胞被发现只存在于一种性别中,而不存在于另一种性别中。研究人员还发现,在雌性中,一种名为aSP22的下行神经元与只存在于雌性体内的神经元进行交流。这一发现首次解释了当该神经元活跃时所观察到的行为差异。雌性苍蝇伸展腹部,可能是为了产卵,而雄性苍蝇向前弯曲腹部是为了交配。
“这项研究提供了整个果蝇连接体的概述。从某种意义上说,它可以作为一种路线图,科学家可以用它来确定方向。在此基础上,可以智能地设计实验来研究单个神经元或整个电路的功能,从而节省大量的时间和资源,”生物学家解释说。
现在,分析果蝇神经系统的技术挑战已经被克服,Katharina Eichler的研究小组正在研究两个新的数据集,涵盖了雌性和雄性果蝇标本的整个中枢神经系统。
Comparative connectomic atlas of Drosophila descending and ascending neurons
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