A Circuit for Gradient Climbing in C. elegans Chemotaxis.
A Circuit for Gradient Climbing in C. elegans Chemotaxis.
复制标题
DOI：
10.1016/j.celrep.2015.08.032
复制
发表时间：
2015-09-22
期刊：
影响因子：
8.8
通讯作者：
Bargmann CI
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Larsch J;Flavell SW;Liu Q;Gordus A;Albrecht DR;Bargmann CI
动物具有追踪动态感觉信息的非凡能力。例如，线虫秀丽隐杆线虫可以在100，000倍浓度范围内定位双乙酰气味源。在这里，我们涉及神经元的特性，电路的实现，和行为策略的基础上，这个强大的导航。AWA嗅觉神经元中的双乙酰反应是浓度和历史依赖性的; AWA在低气味浓度下随着时间的推移而整合，但随着浓度的升高，它通过需要纤毛运输的过程迅速脱敏。脱敏后，AWA保持对微小气味的敏感性增加。下游AIA中间神经元放大微弱的气味输入并进一步脱敏，导致对气味的刻板反应增加了三个数量级。AWA-AIA回路驱动对气味增加的不对称行为反应，促进梯度攀爬。AWA和AIA所体现的基于适应的电路基序与细菌趋化性和脊椎动物视网膜共享计算特性，每个都提供了在动态范围内保持灵敏度的解决方案。
Animals have a remarkable ability to track dynamic sensory information. For example, the nematode Caenorhabditis elegans can locate a diacetyl odor source across a 100,000-fold concentration range. Here, we relate neuronal properties, circuit implementation, and behavioral strategies underlying this robust navigation. Diacetyl responses in AWA olfactory neurons are concentration- and history-dependent; AWA integrates over time at low odor concentrations, but as concentrations rise it desensitizes rapidly through a process requiring cilia transport. After desensitization, AWA retains sensitivity to small odor increases. The downstream AIA interneuron amplifies weak odor inputs and desensitizes further, resulting in a stereotyped response to odor increases over three orders of magnitude. The AWA-AIA circuit drives asymmetric behavioral responses to odor increases that facilitate gradient climbing. The adaptation-based circuit motif embodied by AWA and AIA shares computational properties with bacterial chemotaxis and the vertebrate retina, each providing a solution for maintaining sensitivity across a dynamic range.
登录
查看更多内容
影响因子：
64.5
作者：
BARGMANN, CI;HARTWIEG, E;HORVITZ, HR
通讯作者：
HORVITZ, HR
影响因子：
16.2
作者：
Ke JB;Wang YV;Borghuis BG;Cembrowski MS;Riecke H;Kath WL;Demb JB;Singer JH
通讯作者：
Singer JH
影响因子：
5.3
作者：
Iino, Yuichi;Yoshida, Kazushi
通讯作者：
Yoshida, Kazushi
DOI：
10.1007/s11068-008-9029-4
发表时间：
2008-08-01
期刊：
BRAIN CELL BIOLOGY
影响因子：
--
作者：
Hires, S. Andrew;Tian, Lin;Looger, Loren L.
通讯作者：
Looger, Loren L.
秀丽隐杆线虫化学感应神经元的时间反应保留在行为动力学中。
影响因子：
16.2
作者：
Kato S;Xu Y;Cho CE;Abbott LF;Bargmann CI
通讯作者：
Bargmann CI