NeuroPAL: A Multicolor Atlas for Whole-Brain Neuronal Identification in C. elegans.
NeuroPAL: A Multicolor Atlas for Whole-Brain Neuronal Identification in C. elegans.
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DOI：
10.1016/j.cell.2020.12.012
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发表时间：
2021-01-07
期刊：
影响因子：
64.5
通讯作者：
Hobert, Oliver
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Yemini, Eviatar;Lin, Albert;Nejatbakhsh, Amin;Varol, Erdem;Sun, Ruoxi;Mena, Gonzalo E.;Samuel, Aravinthan D. T.;Paninski, Liam;Venkatachalam, Vivek;Hobert, Oliver
全面解决全脑图像中的神经元身份是一个重大挑战。我们在C中实现了这一点。elegans通过工程改造一个名为NeuroPAL（一个神经元多色标记图谱）的转基因。NeuroPAL蠕虫在整个雌雄同体神经系统中共享一个刻板的荧光图，可以解析所有神经元的身份。用NeuroPAL标记的神经元在绿色、青色或黄色发射通道中不显示荧光，从而允许转基因与基因表达或神经元动力学的许多报告基因一起使用。我们展示了三个应用程序，利用NeuroPAL神经系统范围内的神经元识别。首先，我们确定了乙酰胆碱，GABA和谷氨酸的所有代谢型受体的全脑表达模式，完成了这个通信网络的地图。其次，我们发现了转录因子突变引起的细胞命运的变化。第三，我们记录大脑活动的吸引力和排斥性的化学感觉线索，这些刺激的特征多模态编码。转基因NeuroPAL允许在C中进行神经系统范围的神经元鉴定。使用报告基因和颜色的组合来产生个体间不变的颜色图，并且与用于基因表达和神经元活性的报告基因相容。
Comprehensively resolving neuronal identities in whole-brain images is a major challenge. We achieve this in C. elegans by engineering a multicolor transgene called NeuroPAL (a neuronal polychromatic atlas of landmarks). NeuroPAL worms share a stereotypical multicolor fluorescence map for the entire hermaphrodite nervous system that resolves all neuronal identities. Neurons labeled with NeuroPAL do not exhibit fluorescence in the green, cyan, or yellow emission channels, allowing the transgene to be used with numerous reporters of gene expression or neuronal dynamics. We showcase three applications that leverage NeuroPAL for nervous-system-wide neuronal identification. First, we determine the brainwide expression patterns of all metabotropic receptors for acetylcholine, GABA, and glutamate, completing a map of this communication network. Second, we uncover changes in cell fate caused by transcription factor mutations. Third, we record brainwide activity in response to attractive and repulsive chemosensory cues, characterizing multimodal coding for these stimuli. The multicolor transgene NeuroPAL allows for nervous-system-wide neuronal identification in C. elegans using a combination of reporters and colors to generate an invariant color map across individuals and is compatible with reporters for gene expression and neuronal activity.
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影响因子：
64.5
作者：
BARGMANN, CI;HARTWIEG, E;HORVITZ, HR
通讯作者：
HORVITZ, HR
DOI：
10.1002/cne.24932
发表时间：
2020-11-01
期刊：
The Journal of comparative neurology
影响因子：
--
作者：
Cook SJ;Crouse CM;Yemini E;Hall DH;Emmons SW;Hobert O
通讯作者：
Hobert O
影响因子：
7.7
作者：
Gendrel, Marie;Atlas, Emily G.;Hobert, Oliver
通讯作者：
Hobert, Oliver
影响因子：
25
作者：
Beg, AA;Jorgensen, EM
通讯作者：
Jorgensen, EM
影响因子：
48
作者：
Ahrens, Misha B.;Orger, Michael B.;Keller, Philipp J.
通讯作者：
Keller, Philipp J.