日本人找到了标记线虫神经元的方法



几周前,我们发表了一篇文章,描述了能够绘制果蝇大脑的美国科学家的工作。它花了12年的时间和4000万美元,但结果值得,因为这个项目使您可以更好地了解生物体的神经系统如何工作。

现在,它成为了一个日本科学家研究的有趣项目,该项目学会了标记线虫秀丽隐杆线虫的神经元。这些蠕虫的神经系统仅由302个神经元组成,因此比起更复杂的活生物体,监视它们的工作要容易得多。

日本人能够带出蠕虫,蠕虫的神经系统表达某种标记。此外,还开发了一种算法,该算法可跟踪蠕虫神经元的工作,以半自动模式识别单个细胞的活动。不幸的是,即使在这些简单的活生物体的情况下,也无法确定与蠕虫生活有关的所有神经元。



但是大多数神经元都能够识别。秀丽隐杆线虫是跟踪单个神经元和整个网络运行的极佳选择。科学家已经建立了蠕虫神经系统的模型,可以追踪单个神经元。

有趣的是,在成虫中,单个神经元的位置可能不同。在年轻人中,差异不是很明显,但是在成年线虫中,是的,因此,识别神经细胞的过程很复杂。但是,科学家们能够看到蠕虫整个神经系统的工作,包括休息和运动的状态。

为了确定哪些神经元负责什么,科学家决定使用特定的标记。但是它们没有给出完整的图片,因为这种方法仅适用于监视各个子系统的操作。必须使用太多单元来标识每个单独的单元。

该项目是由Fuhui Long启动的,他成功编辑了3D线虫幼虫图集。他们指出了558个蠕虫细胞中357个的位置,以及可能的位置选择。但是没有描述头部神经结的神经元。原因是它们的密度超过了现代监测方法可接受的指标。

因此,科学家决定创建一组新的标识符。为了摆脱这种状况,日本人确定了某些带有特殊荧光标记的启动子。启动子是DNA的特定区域,用作转录的起点。不同的细胞以不同的启动子为特征。如果需要,可以使用在启动子表达时起作用的荧光蛋白。

科学家决定选择这种特殊方法来评估线虫神经系统的原理。因此,专家们监测了311种蠕虫的神经细胞中35种不同启动子的表达。之后,科学家决定比较不同蠕虫中相同细胞的位置。已经分离出可以以不同方式放置在蠕虫体内的细胞。

该项目的最后阶段是分离出负责大量细胞工作的三个启动子,然后将细胞与荧光细胞结合,从而有可能确定线虫中神经细胞的最佳数量。

此外,科学家们能够创建一种自动算法来确定线虫新线虫的神经元。它比较了孤立标记的表达和线虫神经细胞的位置。如有必要,您可以手动调整神经元的定义。



结果,专家们能够通过表达模式确定蠕虫上半身的大多数神经元。事实证明,这些细胞的位置不稳定,但是科学家们已经确定了通常位于附近蠕虫体内的成对细胞,因此您可以确定细胞位置的模式。

结果,科学家创造了一种可以正确确定活动神经元的算法。准确度约为78%。的确,有些细胞仍未被确认;它们不在地图集中。通常只在极少数线虫的体内发现一些细胞。



在不久的将来,科学家将研究更多的个体。常规实验将揭示特定的启动子,并补充完成的蠕虫细胞标记物的数据库。



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