萊比錫大學(xué)團隊聯(lián)合國際研究人員，首次完整解析果蠅中樞神經(jīng)系統，并繪制雌雄個(gè)體神經(jīng)連接組差異圖譜，研究成果發(fā)表于《Nature》。研究聚焦果蠅頸部神經(jīng)元（連接大腦與腹神經(jīng)索的核心樞紐），揭示其如何傳遞決策信號，并首次發(fā)現性別特異性神經(jīng)元。
“目前，關(guān)于果蠅連接組的電子顯微鏡數據集僅有少數幾份。這些數據中沒(méi)有包括整個(gè)中樞神經(jīng)系統，即大腦和腹神經(jīng)索，后者等同于脊椎動(dòng)物的脊髓。到目前為止，由于技術(shù)限制，已有的數據集均僅涉及頸部，”萊比錫大學(xué)的首席研究員Katharina Eichler博士這樣描述當前的研究現狀。
然而，連接大腦和神經(jīng)索的頸部神經(jīng)元對于傳遞果蠅大腦中的決策至關(guān)重要。這些神經(jīng)回路迄今尚屬未知。“我們現在在三個(gè)連接組中識別了這些神經(jīng)元并分析了它們的通路。我們研究了一個(gè)雌性大腦的數據集以及一個(gè)雄性和一個(gè)雌性神經(jīng)索的數據集，”Eichler表示。
該研究描述了通過(guò)光學(xué)顯微鏡數據識別出的果蠅頸部所有神經(jīng)元。這使得研究者能夠全面分析這些細胞形成的回路。在比較雄性和雌性神經(jīng)元時(shí)，科學(xué)家們首次發(fā)現了性別特異性的差異，識別出了僅存在于一種性別而另一種性別缺失的未知細胞。研究人員還發(fā)現，一個(gè)被稱(chēng)為ASP22的下行神經(jīng)元在雌性個(gè)體中與僅存在于雌性個(gè)體的神經(jīng)元進(jìn)行交流。這一發(fā)現首次解釋了當該神經(jīng)元活躍時(shí)觀(guān)察到的行為差異：雌性果蠅會(huì )伸展腹部，可能是為了產(chǎn)卵，而雄性則將腹部向前卷曲以進(jìn)行交配。
“這項研究提供了果蠅連接組的整體概述。某種意義上，它充當了一種科研人員的導航圖?；诖?，實(shí)驗可以被智能設計，以研究個(gè)別神經(jīng)元或整個(gè)回路的功能，從而節省大量時(shí)間和資源，”Eichler如此解釋。
隨著(zhù)分析果蠅神經(jīng)系統技術(shù)挑戰的克服，Eichler的研究團隊正致力于研究涵蓋一雌一雄樣本的整個(gè)中樞神經(jīng)系統的新數據集，未來(lái)或揭示更多物種行為與神經(jīng)機制的關(guān)聯(lián)。
期刊：Nature
DOI：10.1038/s41586-025-08925-z
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