Dynamic instability of dendrite tips generates the highly branched morphologies of sensory neurons.
Dynamic instability of dendrite tips generates the highly branched morphologies of sensory neurons.
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树突尖端的动态不稳定性产生感觉神经元的高度分支形态。
DOI：
10.1126/sciadv.abn0080
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发表时间：
2022-07
期刊：
影响因子：
13.6
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中科院分区：
文献类型：
--
作者：
神经元树突的高度分枝的乔木为大脑的高连通性和计算能力提供了基底。树突形态学改变与神经元疾病有关。许多分子已被证明在形成和维持枝晶形态中起着至关重要的作用。然而，分子相互作用产生支化形态的基本原理还不清楚。为了阐明这些原则，我们可视化的果蝇感觉神经元的整个幼虫发育的树突的生长，并发现树突的尖端经历动态不稳定，迅速过渡和stocherous之间的增长，收缩，和暂停状态。通过将这些测得的动态到一个基于代理的计算模型，我们表明，这些细胞的复杂和高度可变的树突形态是其树突尖端的随机动态的后果。这些原则可以推广到其他神经元细胞类型的分支，以及在亚细胞和组织水平的分支。复杂多变的枝晶形貌来源于枝晶尖端的随机动力学。
The highly ramified arbors of neuronal dendrites provide the substrate for the high connectivity and computational power of the brain. Altered dendritic morphology is associated with neuronal diseases. Many molecules have been shown to play crucial roles in shaping and maintaining dendrite morphology. However, the underlying principles by which molecular interactions generate branched morphologies are not understood. To elucidate these principles, we visualized the growth of dendrites throughout larval development of Drosophila sensory neurons and found that the tips of dendrites undergo dynamic instability, transitioning rapidly and stochastically between growing, shrinking, and paused states. By incorporating these measured dynamics into an agent-based computational model, we showed that the complex and highly variable dendritic morphologies of these cells are a consequence of the stochastic dynamics of their dendrite tips. These principles may generalize to branching of other neuronal cell types, as well as to branching at the subcellular and tissue levels. The complex and highly variable dendritic morphologies emerge from the stochastic dynamics of dendrite tips.
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