Conserved neural circuit structure across Drosophila larval development revealed by comparative connectomics
Conserved neural circuit structure across Drosophila larval development revealed by comparative connectomics
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比较连接组学揭示果蝇幼虫发育过程中的保守神经回路结构
作者：
S. Gerhard;Ingrid V. Andrade;R. Fetter;A. Cardona;C. Schneider
在动物的胚胎后发育过程中，即使身体在生长，神经回路也必须保持适当的输出。结构适应——神经元形态和突触连通性——对回路发育的贡献尚不清楚。在之前的一篇论文中（Schneider-Mizell et al., 2016），我们测量了果蝇神经元连接的详细神经元形态结构。在这里，我们研究了神经元形态和连通性如何在胚胎发育后发生变化。利用新的和现有的连续切片电镜，我们重建了两个幼虫（一个1龄和一个3龄）已识别的伤害感觉回路。我们发现了非常一致的，地形排列的电路结构。中间神经元大小的五倍增加与代偿性结构变化有关，代偿性结构变化维持了细胞类型特异性突触输入作为总输入的一部分。突触接触数量的增加伴随着相对于其他神经元室小树突末端分支数量的不成比例的增加。我们认为，这些结构生长的精确模式起到了保存电路计算功能的作用，例如确定伤害性刺激的位置。
Throughout an animal’s postembryonic development, neuronal circuits must maintain appropriate output even as the body grows. The contribution of structural adaptation — neuronal morphology and synaptic connectivity — to circuit development remains unclear. In a previous paper (Schneider-Mizell et al., 2016), we measured the detailed neuronal morphological structures subserving neuronal connectivity in Drosophila. Here, we examine how neuronal morphology and connectivity change across postembyronic development. Using new and existing serial section electron microscopy volumes, we reconstructed an identified nociceptive circuit in two larvae, one 1st instar and one 3rd instar. We found extremely consistent, topographically-arranged circuit structure. Five-fold increases in size of interneurons were associated with compensatory structural changes that maintained cell-type-specific synaptic input as a fraction of total inputs. An increase in number of synaptic contacts was accompanied with a disproportionate increase in the number of small dendritic terminal branches relative to other neuronal compartments. We propose that these precise patterns of structural growth act to conserve the computational function of a circuit, for example determining the location of a nociceptive stimulus.
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影响因子：
4.6
作者：
Wesley B. Grueber;L. Jan;Y. Jan
通讯作者：
Wesley B. Grueber;L. Jan;Y. Jan
影响因子：
5.3
作者：
Bucher, D;Prinz, AA;Marder, E
通讯作者：
Marder, E
影响因子：
3
作者：
Suloway, C;Pulokas, J;Carragher, B
通讯作者：
Carragher, B
DOI：
10.1523/jneurosci.0980-10.2010
发表时间：
2010-07-07
期刊：
The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience
影响因子：
--
作者：
Grashow R;Brookings T;Marder E
通讯作者：
Marder E
蟋蟀尾部感觉系统的组装：遗传和表观遗传控制。
DOI：
10.1002/neu.480210109
发表时间：
1990
期刊：
Journal of neurobiology
影响因子：
--
作者：
Murphey,RK;Chiba,A
通讯作者：
Chiba,A