Structural and developmental principles of neuropil assembly in C. elegans.
Structural and developmental principles of neuropil assembly in C. elegans.
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C.神经元组装的结构和发育原理。优雅的
DOI：
10.1038/s41586-020-03169-5
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发表时间：
2021-03
期刊：
影响因子：
64.8
通讯作者：
Colón-Ramos DA
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Moyle MW;Barnes KM;Kuchroo M;Gonopolskiy A;Duncan LH;Sengupta T;Shao L;Guo M;Santella A;Christensen R;Kumar A;Wu Y;Moon KR;Wolf G;Krishnaswamy S;Bao Z;Shroff H;Mohler WA;Colón-Ramos DA
神经纤维是大脑组织的基本形式。在神经柱中，密集的神经元突触互连成精确的电路结构，但这种纳米级精度的结构和发育原理仍然在很大程度上未知。在这里，我们使用扩散凝聚，迭代数据粗粒度算法，以确定嵌套电路结构内的C。elegans neurophilis（称为神经环）。我们发现，神经环神经元主要是组织成四个层次组成的相关行为电路。神经元的分层结构是感觉信息和运动输出的功能分离的几何表示，特定的感觉器官和肌肉象限映射到特定的神经元层。我们确定了具有独特形态的神经元组，这些神经元组整合了跨层的信息，并创建了将神经环内的层笼起来的神经结构。我们使用高分辨率光片显微镜，再加上谱系追踪和细胞追踪算法，以解决发展序列，并揭示指导分层神经元组织的细胞位置，迁移和生长的原则。我们的研究结果揭示了保守的结构设计原则神经环neurology架构和功能，和先驱神经元为基础的，时间的发展，指导分层neurology的分层发展。我们的研究结果提供了一个系统的蓝图，使用结构和发展的方法来了解大脑内的神经元组织。
Neuropil is a fundamental form of tissue organization within brains. In neuropils, densely packed neurons synaptically interconnect into precise circuit architecture, yet the structural and developmental principles governing this nanoscale precision remain largely unknown. Here, we use diffusion condensation, an iterative data coarse-graining algorithm, to identify nested circuit structures within the C. elegans neuropil (called the nerve ring). We show that the nerve ring neuropil is largely organized into four strata composed of related behavioral circuits. The stratified architecture of the neuropil is a geometrical representation of the functional segregation of sensory information and motor outputs, with specific sensory organs and muscle quadrants mapping onto particular neuropil strata. We identify groups of neurons with unique morphologies that integrate information across strata and that create neural structures that cage the strata within the nerve ring. We use high resolution light-sheet microscopy, coupled with lineage-tracing and cell-tracking algorithms, to resolve the developmental sequence and reveal principles of cell position, migration and outgrowth that guide stratified neuropil organization. Our results uncover conserved structural design principles underlying nerve ring neuropil architecture and function, and a pioneer-neuron-based, temporal progression of outgrowth that guides the hierarchical development of the layered neuropil. Our findings provide a systematic blueprint for using structural and developmental approaches to understand neuropil organization within brains.
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DOI：
10.1073/pnas.0610877104
发表时间：
2007-02-13
影响因子：
11.1
作者：
Chelur, Dattananda S.;Chalfie, Martin
通讯作者：
Chalfie, Martin
影响因子：
3
作者：
Boyle, Thomas J.;Bao, Zhirong;Murray, John I.;Araya, Carlos L.;Waterston, Robert H.
通讯作者：
Waterston, Robert H.
影响因子：
14.8
作者：
通讯作者：
--
DOI：
10.1007/978-1-60327-017-5_25
发表时间：
2009-01-01
期刊：
APOPTOSIS: METHODS AND PROTOCOLS, SECOND EDITION
影响因子：
--
作者：
Lu, Nan;Yu, Xiaomeng;Zhou, Zheng
通讯作者：
Zhou, Zheng
DOI：
10.1073/pnas.0409009101
发表时间：
2005-03-01
影响因子：
11.1
作者：
Gray, JM;Hill, JJ;Bargmann, CI
通讯作者：
Bargmann, CI