Morphological determinants of dendritic arborization neurons in Drosophila larva.
Morphological determinants of dendritic arborization neurons in Drosophila larva.
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DOI：
10.1007/s00429-017-1541-9
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发表时间：
2018-04
影响因子：
3.1
通讯作者：
Ascoli GA
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Nanda S;Das R;Bhattacharjee S;Cox DN;Ascoli GA
果蝇幼虫树突状神经元的活体成像和计算机模拟为神经元的生长和潜在的分子过程提供了一个独特的窗口。我们的图像，重建，并分析野生型，RNAi沉默，和突变的DA神经元的形态。然后，我们使用本地和全球基于规则的随机模拟生成人工乔木，并确定统计上最接近的真实的数据的参数。我们在所有的多巴胺神经元中观察到了结构的稳态，其中一个树突干的大小的增加被同一神经元的其他干的减少所补偿。局部规则模型表明，分支概率由分支顺序决定，而分支长度取决于路径到索马的距离。全局规则模拟表明，大多数复杂的形态往往受到资源优化的约束，而更简单的神经元类特权路径距离守恒。遗传操作会影响局部和全局最优参数，表明生长机制中的功能扰动。
Pairing in vivo imaging and computational modeling of dendritic arborization (da) neurons from the fruit fly larva provides a unique window into neuronal growth and underlying molecular processes. We image, reconstruct, and analyze the morphology of wild type, RNAi-silenced, and mutant da neurons. We then use local and global rule-based stochastic simulations to generate artificial arbors, and identify the parameters that statistically best approximate the real data. We observe structural homeostasis in all da classes, where an increase in size of one dendritic stem is compensated by a reduction in the other stems of the same neuron. Local rule models show that bifurcation probability is determined by branch order, while branch length depends on path distance from the soma. Global rule simulations suggest that most complex morphologies tend to be constrained by resource optimization, while simpler neuron classes privilege path distance conservation. Genetic manipulations affect both the local and global optimal parameters, demonstrating functional perturbations in growth mechanisms.
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