中脑腹侧被盖区 (VTA) 的多巴胺能 (DAergic) 神经元受奖励刺激的刺激,并编码奖励预测误差以更新目标导向学习。然而,最近的数据表明,VTA DAergic 神经元在功能上是异质性的,在厌恶信号、显着性和新颖性方面发挥着新的作用,部分基于解剖位置和投射,突出了在动机行为中对 VTA DAergic 传出神经元库进行功能表征的必要性。先前的研究确定了一个由 VTA DAergic 神经元组成的中脑脚间回路,该回路投射到脚间核 (IPN),一个与厌恶、焦虑样行为和熟悉感有关的中脑区域,但最近受到了质疑。为了验证该回路的存在,我们在多巴胺转运体-Cre 小鼠系中结合了突触前靶向和逆行病毒示踪。与以前的报告一致,突触示踪显示来自 VTA 的轴突终末支配尾部 IPN;而逆行示踪显示 DAergic VTA 神经元(主要位于旁黑质区域)投射到伏隔核壳以及 IPN。为了测试 IPN 中是否存在功能性 DAergic 神经传递,我们在 C57BL/6J 小鼠的 IPN 中表达了遗传编码的 DA 传感器 dLight 1.2,并使用光纤光度法在社交和焦虑样行为期间体内测量了 IPN DA 信号。我们观察到在对新但不熟悉的同类进行社交调查期间以及在探索高架十字迷宫的焦虑开放臂期间 IPN DA 信号增加。总之,这些数据证实了 VTA DAergic 神经元向 IPN 的投射,并暗示该回路参与了动机探索的编码。
此预印本版的版权持有人于2023年1月2日发布。 https://doi.org/10.1101/2022.06.02.492838 doi:Biorxiv Preprint
1 圣保罗生物医学研究所(IIB-Sant Pau),08041 巴塞罗那,西班牙; emedina@santpau.cat (EM-G.); mcespedes@santpau.cat (MVC); erioja@santpau.cat (ER-B.); lalba@santpau.cat(洛杉矶-C.) uunzueta@santpau.cat (UU) 2 西班牙巴塞罗那 Leuc è mia Recerca contra Josep Carreras 研究所,08025,西班牙 3 西班牙巴塞罗那圣克鲁伊圣保罗医院病理学系,08041; agallardoa@santpau.cat 4 Institut Catal à d'Oncologia (ICO), 08908 L'Hospitalet de Llobregat,西班牙; mpavon@iconcologia.net (M. À .P.); lfarre@iconcologia.net (LF) 5 CIBER 公共卫生流行病学研究所 (CIBERESP),28029 马德里,西班牙 6 贝尔维特奇生物医学研究所 (IDIBELL),08908 L'Hospitalet de Llobregat,西班牙 7 加泰罗尼亚肿瘤研究所 (ICO),Oncobell 项目,贝尔维特奇生物医学研究所 (IDIBELL),08908 L'Hospitalet del Llobregat,西班牙; lasensio@idibell.cat 8 CIBER de Bioingenieri í a, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN), 28029 马德里, 西班牙; antoni.villaverde@uab.cat 9 巴塞罗那自治大学遗传学和微生物学系,08193 Bellaterra,西班牙 10 巴塞罗那自治大学生物技术与生物医学研究所,08193 Bellaterrac,西班牙(Estherracquet:EV. icasanova@santpau.cat (IC); rmangues@santpau.cat (RM)
摘要:使用新型 CRISPR/Cas12a 系统具有优势,因为它与常用的 CRISPR/Cas9 系统相比具有不同的特点,从而扩展了基因组编辑 (GE) 应用的可能性。在这项工作中,CRISPR/Cas12a 系统首次应用于苹果,以研究其在 GE 应用中的普遍可用性。通过体外切割试验预先筛选出针对内源报告基因 MdPDS 不同外显子的有效引导 RNA,该基因的破坏会导致白化表型。将一个构建体转移到苹果中,该构建体编码 CRISPR/Cas12a 系统,该系统同时靶向 MdPDS 中的两个基因座。使用荧光 PCR 毛细管电泳和扩增子深度测序,所有已鉴定的再生白化芽的 GE 事件都被描述为缺失。未观察到两个相邻靶位点之间的大量缺失。此外,还经常观察到表现出多个 GE 事件的再生体和芽的嵌合组成。通过比较两种分析方法,结果表明荧光 PCR 毛细管凝胶电泳是一种灵敏的高通量基因分型方法,可以同时准确预测多个位点的插入/缺失突变的大小和比例。特别是对于表现出高嵌合频率的物种,可以推荐将其作为有效选择同型组蛋白 GE 系的经济有效的方法。
识别细胞起源并绘制神经元的树突状和轴突轴的绘制已经是世纪以来的历史,以了解这些脑细胞之间的异质性。当前基于脑弓的转基因动物将多光谱标记的优势与邻近的细胞或谱系区分开,但是,它们的应用受到颜色容量的限制。为了改善分析吞吐量,我们设计了Bitbow,这是Brainbow的数字格式,该格式将调色板呈指数扩展,以提供成千上万的频谱分辨出的独特标签。我们生成了转基因位果蝇线,已建立的统计工具以及简化的样品制备,图像处理和数据分析管道,以方便地绘制神经谱系,研究神经元形态并揭示了具有前所未有的速度,尺度,尺度和分辨率的神经网络模式。
成像技术的最新进展,用于产生大量高分辨率3D图像,尤其是Brainbow等多型标记技术,允许在密集的大脑中对邻近神经元的不良分化。这首先可以从光学显微镜图像中研究许多神经元之间的连通性。但是,缺乏可靠的自动化神经形态重建,使数据分析成为提取神经科学中丰富信息学的瓶颈。已经提出了基于超级氧基的神经元分割方法来解决此问题,但是,在最终分割中出现的大量错误阻碍了先前的方法。在本文中,我们提出了一种新型的无监督方法来追踪来自多光谱脑弓图像的神经元,该方法防止了分割误差并使用两种创新来追踪连续性误差:首先,我们采取了基于高斯混合模型的聚类策略,以改善为下一步骨骼提供准确的分离色的色彩通道。然后,提出了一种骨架图方法,以允许神经元树拓扑中的不连续性识别和区域。我们发现,这些创新可以比当前的最新方法更好地表现,从而导致更准确的神经元追踪结果接近人类专家注释。
接触追踪已成为一种强大而有效的措施,以遏制传染性疾病的传播。这是一个强大的工具,但由于接触跟踪需要收集大量个人信息,因此不利的一面是侵犯隐私的风险。因此,需要一个加密原始的原始词,以使用户的个人数据混淆。考虑到所有内容,私人集交叉路口似乎是解决问题的自然选择。几乎所有现有的PSI协议都依赖于基于理论假设的硬性问题。但是,这些问题在量子域中并不安全。因此,对于设计可以抵抗量子攻击并提供长期安全性的PSI至关重要。一个人可以应用量子密码学来开发这种PSI协议。本文使用量子密码学(QC)介绍了PSI的设计,其中安全性取决于基本量子力学的原理。我们的计划实现了长期的安全性,并且由于使用QC而保持量子攻击。与现有的量子PSI协议相反,我们计划的通信和计算成本独立于通用集合的大小。特别是,提出的协议在量子PSI领域实现了最佳的通信和计算成本。此外,与大多数现有的量子PSI协议不同,我们仅需要单个光子量子资源和简单的单粒子投影测量值。
识别在发育、再生和疾病状态下产生分化细胞类型的祖细胞对于理解控制此类转变的机制至关重要。一个多世纪以来,人们开发了不同的谱系追踪策略,这有助于解开祖细胞与其后代之间的复杂关系。在这篇综述中,我们讨论了谱系追踪分析如何随着技术进步而发展,以及这种方法如何有助于在不同细胞分化背景下识别祖细胞。我们还重点介绍了几个例子,其中谱系追踪实验有助于解决长期存在的争论和识别意想不到的细胞起源。本讨论强调了这一百年来描绘细胞谱系关系的探索如何仍然活跃,并且随着新方法的发展,人们正在取得新的发现。
摘要 — 连接组学领域的研究人员正在努力重建大脑中的神经连接图,以便从根本上了解大脑如何处理信息。构建此连接图是通过荧光显微镜成像技术获取的高分辨率图像堆栈来追踪神经元来完成的。虽然已经提出了大量自动追踪算法,但这些算法通常依赖于数据中的局部特征,并且在嘈杂的数据或模糊的情况下会失败,需要耗时的手动校正。因此,手动和半自动追踪方法仍然是创建精确神经元重建的最新方法。我们提出了一种新的半自动方法,该方法使用拓扑特征来指导用户追踪神经元,并将该方法集成到以前用于手动追踪的虚拟现实 (VR) 框架中。我们的方法增强了可视化和与拓扑元素的交互,从而可以快速理解和追踪复杂的形态。在我们的试点研究中,神经科学家表现出强烈的偏好,他们更喜欢使用我们的工具,而不是之前的方法,他们表示在追踪过程中疲劳感更少,并称赞它能够更好地理解可能的路径和替代方案。对追踪的定量评估表明,与完全手动的方法相比,用户的追踪速度有所提高,同时保持了类似的准确性。