成虫メスのショウジョウバエ腹側神経索の連結体再構築

Core Concepts

行動を制御する神経回路を明らかにするために、成虫メスのショウジョウバエ腹側神経索の神経細胞とシナプスを同定し、脚および翅の運動ニューロンのアトラスを作成した。

Abstract

本研究では、成虫メスのショウジョウバエ腹側神経索(VNC)の電子顕微鏡データセットを用いて、自動化ツールによる神経細胞とシナプスの同定を行った。その結果、VNCには約4500万個のシナプスと14,600個の神経細胞体が存在することが明らかになった。さらに、遺伝子ドライバーラインと X線ホログラフィックナノトモグラフィーを用いて、脚および翅の運動ニューロンのアトラスを作成した。この運動ニューロンアトラスを用いて、離陸時の脚と翅の運動を協調させる神経回路を同定した。本研究では、VNCの神経回路の再構築、運動ニューロンアトラス、プログラミックおよび対話型アクセスツールを提供し、神経系が行動を制御する仕組みを解明するための基盤を提供している。

Stats

VNCには約4500万個のシナプスと14,600個の神経細胞体が存在する。

Quotes

なし

Key Insights Distilled From

Connectomic reconstruction of a female Drosophila ventral nerve cord - Nature

by Anthony Azev... at www.nature.com 06-26-2024

https://www.nature.com/articles/s41586-024-07389-x

Deeper Inquiries

神経回路の再構築により、ショウジョウバエの行動制御メカニズムをさらに詳細に理解できるだろうか。

ショウジョウバエの腹側神経索のコネクトーム再構築により、神経回路を細かくマッピングすることが可能となります。この研究では、約4500万のシナプスと14600個の神経細胞体が同定されました。さらに、運動ニューロンアトラスを活用して、脚や翼の運動ニューロンがどの筋肉を制御しているかを特定しました。これにより、離陸時の脚や翼の動きを調整する神経回路を特定することが可能となります。したがって、神経回路の再構築により、ショウジョウバエの行動制御メカニズムをより詳細に理解することができるでしょう。

運動ニューロンアトラスの情報を用いて、他の行動パターンを制御する神経回路を同定できるか。

運動ニューロンアトラスは、脚や翼の運動ニューロンがどの筋肉を制御しているかを明らかにする貴重なツールです。このアトラスを活用することで、他の行動パターンを制御する神経回路を同定することが可能です。例えば、飛行や摂食などの行動に関わる神経回路を特定する際に、運動ニューロンアトラスの情報を活用することで、より効率的に目標を達成することができます。したがって、運動ニューロンアトラスは他の行動パターンを制御する神経回路の同定に大きく貢献します。

本研究で得られた知見は、他の動物種の神経系の理解にどのように役立つだろうか。

本研究で得られた知見は、ショウジョウバエの神経系に関する理解を深めるだけでなく、他の動物種の神経系の研究にも大きな影響を与えるでしょう。例えば、ショウジョウバエの神経回路の再構築手法や運動ニューロンアトラスの構築手法は、他の動物種にも応用可能です。これにより、他の動物種の神経系の研究においても、より高度な神経回路のマッピングや行動制御メカニズムの解明が可能となります。したがって、本研究で得られた知見は、他の動物種の神経系の理解において重要な役割を果たすでしょう。