연구원, 가장 상세한 초파리 신경삭 커넥톰 출시

요약:연구자들은 인간 척수와 유사한 성체 초파리 신경 코드의 가장 포괄적인 커넥톰을 공개하여 과학계에 탁월한 자원을 제공했습니다.

약 23,000개의 뉴런으로 구성된 커넥톰은 파리의 운동 기능을 제어하는 ​​복잡한 네트워크를 보여줍니다. 파리 이동에 대한 이전 이론에 도전하는 새로운 통찰력이 이미 데이터에서 나타났습니다.

이 성과는 초파리 신경학에 대한 이해를 발전시킬 뿐만 아니라 유사한 향후 프로젝트의 모델이 되기도 합니다.

중요한 사실:

원천:자넬리아 연구 캠퍼스

이미 올해 연구자들은 초파리 애벌레 뇌의 배선도를 발표했습니다. 완전한 암컷 초파리 뇌와 시엽의 커넥톰이 2023년에 완성될 것으로 예상되며, 완전한 수컷 초파리 신경계 커넥톰도 곧 완성될 예정입니다.

6월 6일, 미국과 영국의 Janelia 과학자 및 협력자들은 MANC라고 불리는 남성 성인 신경삭의 배선 다이어그램을 공개하면서 커넥톰 퍼즐에 또 다른 조각을 추가했습니다.

Janelia의 FlyEM 프로젝트 팀과 협력자들이 공동으로 노력한 커넥톰은 bioRxiv의 사전 출판물에 자세히 설명되어 있으며 Janelia 웹사이트를 통해 전 세계 연구자들이 무료로 사용할 수 있습니다.

약 23,000개의 뉴런, 1천만 개의 시냅스 전 부위, 7,400만 개의 시냅스 후 밀도를 갖춘 MANC는 성체 초파리 신경 코드의 가장 심층적이고 완전한 연결체입니다. 파리의 운동 기능에 대해

이 뉴런 지도와 그 연결에 대한 전례 없는 세부 정보는 과학자들이 파리가 어떻게 다리를 움직이고 날개를 펄럭이는지 알아내는 데 도움이 될 것입니다.

MANC 커넥톰을 구성하는 23,000개의 뉴런을 끝에서 끝까지 연결하면 약 44미터 정도 늘어납니다.

커넥톰 데이터와 함께 발표된 사전 인쇄물은 다양한 세포 유형, 기원 및 연결, 데이터에서 나타나기 시작하는 생물학적 통찰력을 설명합니다. 초파리는 신경과학자들이 신경계가 어떻게 작동하는지 조사하는 데 사용하는 핵심 유기체입니다. 따라서 커넥톰을 갖는 것은 세포가 어떻게 협력하여 행동을 가능하게 하는지 알아내는 데 중요합니다.

Columbia University Zuckerman Institute의 HHMI 조사관이자 프로젝트를 이끄는 데 도움을 준 전 Janelia 그룹 리더인 Gwyneth Card는 "전체 네트워크를 볼 수 있으면 조직에 대한 큰 질문을 던질 수 있습니다"라고 말합니다.

출시되는 MANC와 기타 커넥톰은 2020년 Janelia 과학자들이 출시한 반뇌 커넥톰의 발자취를 따릅니다. 당시 성체 초파리 뇌의 일부인 헤미브레인은 지금까지 완성된 것 중 가장 크고 가장 포괄적인 배선 다이어그램이었습니다. 많은 사람들이 불가능하다고 생각했던 위업이 이루어질 수 있다는 것입니다.

반뇌의 출시는 커넥톰 노력에 대한 추가적인 지원과 관심을 불러일으켰습니다. 연구자들은 이제 반뇌에서 누락된 조각을 채우고 있으며 수컷과 암컷 성체 초파리의 중추신경계 전체를 매핑하려는 목표가 달성되었습니다.

"이 기차는 계속 굴러갈 거예요." 카드가 말했습니다. "당신은 이제 시작을 보고 있는 것뿐입니다."

MANC 커넥톰은 편뇌 매핑에 사용된 방법과 유사한 방법을 사용하여 Janelia 팀이 집속 이온 빔 주사 전자 현미경으로 나노미터 두께의 슬라이스 층을 따라 신경 코드 샘플과 이미징 층을 준비하면서 구성되었습니다. Google의 알고리즘과 컴퓨터는 이미지를 하나로 연결하고 뉴런을 식별하는 데 첫 번째 단계를 수행했습니다.

그런 다음 Janelians와 공동 작업자로 구성된 팀은 데이터 교정에 착수했습니다. 이는 뉴런의 모양과 연결이 올바른지 확인하기 위한 수동 작업이자 프로세스에서 가장 시간이 많이 걸리는 부분 중 하나입니다. 코로나19 팬데믹으로 인해 팀은 가정용 컴퓨터에서 작동하는 소프트웨어를 개발했습니다. 이는 Wellcome Trust의 추가 자금과 함께 국제 협력자들이 이 노력을 더 쉽게 도울 수 있음을 의미했습니다.