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《研究揭示秀丽隐杆线虫跨多时间尺度和状态行为的全脑表征》

  • 来源专题：脑科学与类脑研究
  • 编译者： 苑亚坤
  • 发布时间：2023-09-28

  • 2023年8月21日，美国麻省理工学院Steven W. Flavell课题组报道了秀丽隐杆线虫跨多时间尺度和状态行为的全脑表征，论文发表于国际学术期刊《细胞》杂志。研究人员记录了自由运动秀丽隐杆线虫的全脑活动和各种运动程序，并建立了解释每个神经元如何编码定量行为特征的概率模型。通过确定记录神经元的身份，研究人员创建了一个图谱，记录了秀丽隐杆线虫连接组中确定的神经元如何编码行为。许多神经元种类具有多种行为的综合表示。此外，尽管许多神经元编码当前的运动动作，但其他神经元整合了最近的行为动作。行为状态的变化伴随着神经元编码行为方式的广泛变化，研究人员在连接组中识别了这些灵活的节点。该研究结果提供了动物大脑中细胞类型如何编码其行为的全脑图谱。

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  • 《Nature | 秀丽隐杆线虫的神经信号传播图谱》
    • 来源专题：战略生物资源
    • 编译者：李康音
    • 发布时间：2023-11-06
    • 本文内容转载自“ 誉文编辑”微信公众号。原文链接: https://mp.weixin.qq.com/s/qmWIrz4G-zajjURJc2jq9g 2023年11月1日，普林斯顿大学的研究人员在Nature发表题为Neural signal propagation atlas of Caenorhabditis elegans的文章。 确定神经功能如何从网络特性中产生是神经科学的一个基本问题。为了更好地理解神经系统的结构和功能之间的关系，本研究通过直接光遗传激活和同时全脑钙成像，系统测量了秀丽隐杆线虫头部23,433对神经元的信号传播。测量了这些神经元之间信号传播的标志（兴奋性或抑制性）、强度、时间特性和因果方向，进而创建了功能图谱。 研究发现信号传播不同于基于解剖学的模型预测。利用突变体，发现从解剖学上看不见的突触外信号导致了这种差异。发现了许多致密核心囊泡依赖信号的例子，包括在不到一秒的时间尺度上，引起了通常不存在直接的有线连接、但有相关神经肽和受体表达的急性钙瞬变。研究认为，在这种情况下，突触外释放的神经肽具有与经典神经递质相似的功能。最后，本研究测量的信号传播图谱比基于解剖的模型更能预测自发活动的神经动力学。本研究得出以下结论：突触和突触外信号在短时间尺度上驱动了神经动力学，并且对诱发信号传播的测量对于解释神经功能至关重要。
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  • 《农药草甘膦制剂在秀丽隐杆线虫中的再毒性，不只是活性成分造成的》
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    • 编译者：季雪婧
    • 发布时间：2020-07-03
    • 农药虽然可以确保我们在农业生产中的高产出，但是从长远来看，使用农药的代价太大。人类和动物急性和慢性中毒、土壤、水资源和食品污染，就是当前对农药产品的需求和售卖的后果。此外，诸如草甘膦这类的农药以商业制剂出售，其本身含有惰性成分以及未知的物质，含量比例也不清。在这种情况下，开展毒理学研究，对这类农药中活性成分和惰性成分相互作用进行探究很有必要。以下工作提出使用替代模型秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）对草甘膦和它的商业制剂进行比较毒理学研究。将蠕虫暴露于不同浓度的活性物质（单异丙胺盐中的草甘膦）和草甘膦商业制剂中。通过评估秀丽隐杆线虫的育雏数、分析卵母细胞形态对其生殖能力进行评估，使用了转基因线虫品系 MD701（bcIs39）使生殖细胞的凋亡可视化。此外，通过ICP-MS分析商业制剂中的金属成分。仅在草甘膦的商业制剂中显示出对育雏数、体长、卵母细胞尺寸和凋亡细胞数量的严重不良影响。金属分析表明，商业制剂中含有汞、铁、锰、铜、锌、砷、镉和铅。但在发现的浓度下，这些金属不会引起再毒性。但是，金属会在土壤和水中累积，对环境产生影响。最后，我们的研究表明，添加惰性成分会增强草甘膦活性成分对秀丽隐杆线虫的毒性。因此，在产品说明中写明成分非常必要。
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