A Single Set of Interneurons Drives Opposite Behaviors in C. elegans.
A Single Set of Interneurons Drives Opposite Behaviors in C. elegans.
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DOI：
10.1016/j.cub.2017.07.023
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发表时间：
2017-09-11
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Hallem EA
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Guillermin ML;Carrillo MA;Hallem EA
许多化学感觉刺激引起先天的行为反应，可以是食欲或厌恶，这取决于动物的年龄，先前的经验，营养状况和环境。然而，使这些化合价变化的电路机制知之甚少。在这里，我们表明，秀丽隐杆线虫可以交替之间的吸引力或厌恶的反应，二氧化碳（CO2）取决于其最近经历的CO2环境。这两种反应都是由中间神经元的单一通路介导的。这些中间神经元的CO2诱发活动受到极端的经验依赖性调制，使它们能够对CO2产生相反的行为反应。回路中的其他中间神经元调节对CO2的行为敏感性，而与化合价无关。神经肽的组合密码作用于回路以调节化合价和敏感性。化学感觉价编码中间神经元存在于不同的门，并且价通常由食欲或厌恶的中间神经元群体是否被激活来确定。我们的研究结果揭示了另一种机制的效价决定，其中相同的interneurons有助于通过调制的感觉神经元interneurons突触的吸引力和厌恶的反应。这种电路设计代表了一种以前未被认识到的机制，用于产生先天化学感受效价的快速变化。
Many chemosensory stimuli evoke innate behavioral responses that can be either appetitive or aversive depending on an animal’s age, prior experience, nutritional status, and environment. However, the circuit mechanisms that enable these valence changes are poorly understood. Here, we show that Caenorhabditis elegans can alternate between attractive or aversive responses to carbon dioxide (CO2) depending on its recently experienced CO2 environment. Both responses are mediated by a single pathway of interneurons. The CO2-evoked activity of these interneurons is subject to extreme experience-dependent modulation, enabling them to drive opposite behavioral responses to CO2. Other interneurons in the circuit regulate behavioral sensitivity to CO2 independent of valence. A combinatorial code of neuropeptides acts on the circuit to regulate both valence and sensitivity. Chemosensory valence-encoding interneurons exist across phyla, and valence is typically determined by whether appetitive or aversive interneuron populations are activated. Our results reveal an alternative mechanism of valence determination in which the same interneurons contribute to both attractive and aversive responses through modulation of sensory neuron to interneuron synapses. This circuit design represents a previously unrecognized mechanism for generating rapid changes in innate chemosensory valence.
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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：
10.1073/pnas.0610877104
发表时间：
2007-02-13
影响因子：
11.1
作者：
Chelur, Dattananda S.;Chalfie, Martin
通讯作者：
Chalfie, Martin
影响因子：
64.8
作者：
Hendricks, Michael;Ha, Heonick;Maffey, Nicolas;Zhang, Yun
通讯作者：
Zhang, Yun
影响因子：
3.5
作者：
Dalton, P
通讯作者：
Dalton, P
DOI：
10.1523/jneurosci.4541-12.2013
发表时间：
2013-06-05
期刊：
The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience
影响因子：
--
作者：
Carrillo MA;Guillermin ML;Rengarajan S;Okubo RP;Hallem EA
通讯作者：
Hallem EA