在真菌,细菌和病毒感染期间,果蝇果蝇在强大的防御反应中进行了强有力的防御反应。我们已经调查了这种辩护,并提出了三种类型的问题:(1)果蝇如何认识到入侵的微生物; (2)识别如何导致细胞内信号传导级联反应和基因重编程的激活; (3)产生哪些效应分子以反对微生物。我们的结果指出了一种复杂的防御机制,该机制基于微生物配体的几种循环,跨膜或胞质受体。结合受体触发了几个不同的信号级联,这些级联在NF-κB家族成员的激活中达到顶点,进而控制了数百种免疫反应基因的表达,其中一些基因具有有效的抗菌活性。与哺乳动物先天免疫机制的严格相似之处指向这种辩护的共同血统,并将在演讲中进行讨论。最近的评论:J.A。Hoffmann(2003)。 果蝇的免疫反应。 自然,第426、33-38卷。Hoffmann(2003)。果蝇的免疫反应。自然,第426、33-38卷。
抽象与教条相反,进化上年轻和动态基因可以编码基本功能。我们发现编码最丰富的昆虫转录因子的进化动态ZAD-ZNF基因比古代保守的ZAD-ZNF基因更有可能编码果蝇中的基本功能。我们专注于昵称ZAD-ZNF基因,该基因在进化上年轻,保留在果蝇物种中,并在强烈的阳性选择下进化。但是,我们发现在D. melanogaster中有必要进行幼虫发育。我们表明,昵称编码异染色质 - 定位蛋白(如其旁系同源物奇异果),这也是一种进化动态但必不可少的ZAD-ZNF基因。我们发现D. simulans昵称蛋白仍然可以定位于D. melanogaster异染色质,并挽救了女性的挽救生存能力,而不是男性昵称 - Null D. Melanogaster。我们的发现表明,用于快速变化的异染色质功能的创新通常可以解释昆虫中许多进化动态ZAD-ZNF基因的重要性。
摘要 组合信号是指导情境相关细胞行为的关键。在胚胎发育、成体稳态和疾病期间,骨形态发生蛋白 (BMP) 充当二聚体来指导特定的细胞反应。BMP 配体可以形成同二聚体或异二聚体;然而,获得每种形式的内源性定位和功能的直接证据已被证明具有挑战性。在这里,我们利用精确的基因组编辑和通过蛋白质结合剂进行的直接蛋白质操作来剖析果蝇翅成虫盘中 BMP 同二聚体和异二聚体的存在和功能相关性。这种方法原位揭示了 Dpp (BMP2/4)/Gbb (BMP5/6/7/8) 异二聚体的存在。我们发现,尽管 Gbb 由翅成虫盘的所有细胞产生,但仅由表达 Dpp 的细胞分泌。 Dpp 和 Gbb 形成异二聚体的梯度,而在内源性生理条件下,Dpp 和 Gbb 同二聚体均不明显。我们发现异二聚体的形成对于在发育中的翅膀中获得最佳信号传导和长距离 BMP 分布至关重要。这些结果表明 Dpp/Gbb 异二聚体是上皮模式形成和生长所需的活性信号。
印度的苍蝇研究界在过去 20 年中得到了极大的发展,他们对这个想法反应热烈,并作为第一步,贡献了可用于生命科学相关课程各个层次的实验练习方案。本合集中包含的实验练习确实反映了苍蝇模型的多样性。每一章都以实验手册的形式编写,提供给定练习目标的背景、所需材料清单、实验程序的分步描述以及关于要观察内容的提示。接下来是几个引导性问题,让学生扩展对给定主题的理解。每种情况都提供了已发表论文和网页的参考文献小列表。还提供了指向书中其他相关章节的适当交叉引用链接。(红色链接)。
果蝇被广泛用作所有生物医学研究领域的模型生物。在神经科学领域,人们利用这种小果蝇获得了大量信息,包括识别调节行为的神经回路、揭示其遗传基础以及所涉及的分子机制。尽管有大量遗传工具可用于操纵和推断神经元活动,但对果蝇神经元电特性的直接测量却落后了。这是因为在果蝇中枢神经元等小细胞中进行电记录非常复杂。膜片钳技术提供了直接测量果蝇神经元电特性的独特可能性。此分步方案提供了掌握此技术的详细建议。
大脑由复杂的神经元和连接网络组成,类似于人工网络的节点和边缘。对大脑接线图进行网络分析可以深入了解大脑如何支持计算并调节感知和行为背后的信息流。成年苍蝇第一个全脑连接组已经完成,其中包含超过 130,000 个神经元和数百万个突触连接 1–3 ,这为分析完整大脑的统计特性和拓扑特征提供了机会。在这里,我们计算了二节点和三节点基序的普遍性,检查了它们的强度,将这些信息与神经递质组成和细胞类型注释联系起来 4,5 ,并将这些指标与其他动物的接线图进行了比较。我们发现苍蝇大脑网络显示出富俱乐部组织,具有大量(连接组的 30%)高度连接的神经元。我们确定了富俱乐部神经元的子集,它们可能充当信号的整合器或广播器。最后,我们检查了基于 78 个解剖定义的大脑区域或神经纤维的子网络。这些数据产品在 FlyWire Codex (https://codex.flywire.ai) 中共享,应作为探索神经活动与解剖结构之间关系的模型和实验的基础。
C. Shan Xu 1 、Michal Januszewski 2 、Zhiyuan Lu 1,3 、Shin-ya Takemura 1 、Kenneth J. Hayworth 1 、Gary Huang 1 、Kazunori Shinomiya 1 、Jeremy Maitin-Shepard 2 、David Ackerman 1 、Stuart Berg 1 、Tim Blakely 2 、John Bogovic 1 、Jody Clements 1 、Tom Dolafi 1 、Philip Hubbard 1 、Dagmar Kainmueller 1,4 、William Katz 1 、Takashi Kawase 1 、Khaled A. Khairy 1,5 、Laramie Leavitt 2 、Peter H. Li 2 、Larry Lindsey 2 、Nicole Neubarth 6 、Donald J. Olbris 1 、Hideo Otsuna 1 、Eric T. Troutman 1、Lowell Umayam 1、Ting Zhao 1、Masayoshi Ito 1,7、Jens Goldammer 1,8、Tanya Wolffi 1、Robert Svirskas 1、Philipp Schlegel 9、Erika R. Neace 1、Christopher J. Knecht, Jr. 1、Chelsea X. Alvarado 1、Dennis A. Bailey 1、Samantha Ballinger 1、Jolanta A Borycz 3、Brandon S. Canino 1、Natasha Cheatham 1、Michael Cook 1、Marisa Dreher 1、Octave Duclos 1、Bryon Eubanks 1、Kelli Fairbanks 1、Samantha Finley 1、Nora Forknall 1、Audrey Francis 1、Gary Patrick Hopkins 1、Emily M. Joyce 1 、SungJin Kim 1、Nicole A. Kirk 1、Julie Kovalyak 1、Shirley A. Lauchie 1、Alanna Lohffi 1、Charli Maldonado 1、Emily A. Manley 1、Sari McLin 3、Caroline Mooney 1、Miatta Ndama 1、Omotara Ogundeyi 1、Nneoma Okeoma 1、Christopher Ordish 1、Nicholas Padilla 1、Christopher Patrick 1、Tyler Paterson 1、Elliott E. Phillips 1、Emily M. Phillips 1、Neha Rampally 1、Caitlin Ribeiro 1、Madelaine K Robertson 3、Jon Thomson Rymer 1、Sean M. Ryan 1、Megan Sammons 1、Anne K. Scott 1、Ashley L. Scott 1、Aya Shinomiya 1、Claire Smith 1、Kelsey Smith 1、Natalie L. Smith 1、Margaret A. Sobeski 1、Alia Suleiman 1、Jackie Swift 1、Satoko Takemura 1、Iris Talebi 1、Dorota Tarnogorska 3、Emily Tenshaw 1、Temour Tokhi 1、John J. Walsh 1、Tansy Yang 1、Jane Anne Horne 1,3、Feng Li 1、Ruchi Parekh 1、Patricia K. Rivlin 1、Vivek Jayaraman 1、Kei Ito 1,7,8、Stephan Saalfeld 1、Reed George 1、Ian Meinertzhagen 1,3、Gerald M. Rubin 1、Harald F. Hess 1、Louis K. Scheffer 1,* 、Viren Jain 2 和 Stephen M. Plaza 1
真核生物染色体中的遗传信息包含在一个双链 DNA 分子中,这一令人欣喜的概念得到了最近对果蝇 (1) 和酵母 (2, 3) 的实验的支持。鉴于这种分子连续性,复制染色体中遗传顺序的问题就简化为复制单个长 DNA 分子的问题,对于果蝇 (Drosophila melanogaster) 来说,该 DNA 分子的最大长度约为 2.1 厘米,即 62,000 kb [参考文献 1;kb(千碱基)是长度单位,等于单链或双链核酸中的 1000 个碱基或碱基对]。我们通过电子显微镜检查快速分裂的裂解核中的 DNA,研究了果蝇中的这种复制问题。在 240 ℃ 时,裂解核每 9.6 分钟分裂一次,中间期只有 3.4 分钟 (4),在此期间每个染色体 DNA 分子都必须复制。因此,最大染色体中 DNA 的分子复制速率应等于或大于 18,000 kb/min(分子)。由于动物染色体中 DNA 复制叉的移动速率上限估计约为 3 kb/min(复制叉)(5、6),我们预计这种快速的分子复制将需要每个分子 6000 个或更多复制叉的协同作用,或每 10 kb DNA 至少需要一个复制叉。正是这种预期让我们看到了通过电子显微镜观察确定真核染色体 DNA 中复制叉的结构和分布的希望。在本文中,我们表明这种希望已经实现。果蝇卵裂核的 DNA 呈连续排列
图 2. 网络扰动的影响。A. 半脑中的每个突触都有一个置信度分数,表明自动识别它们的机器学习算法的置信度。我们通过排除置信度分数低于某个阈值的突触来扰动网络。扰动网络中每条边的权重都是其原始权重的一小部分;这里显示的是这些权重比的分布。这种扰动导致整体边缘变弱,更高的阈值也会切断更多边缘(在 0.0 的箱中计数)。B. 扰动网络中发现的社区数量与原始网络中的数量相比。灰线表示相等。在更高的分辨率尺度下,随着扰动图变得弱连接,相对于原始网络发现了更多的簇。