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细胞生物学的未来：新兴模型生物
目前大多数细胞生物学研究仅使用少数模型系统，包括酵母、拟南芥、果蝇、秀丽隐杆线虫、斑马鱼、小鼠和培养的哺乳动物细胞。理由很充分——对于许多生物学问题，最好的系统很可能在这些模型中找到。然而，在某些情况下，特别是随着科学家参与的问题不断扩大，最好的系统可能是一个研究较少的生物体。现代研究工具正在促进不寻常和有趣的生物体作为新兴模型系统的复兴。因此，我们预测，不断扩大的模型系统范围可能是未来细胞生物学的标志。
1介导减数分裂双链破裂活动
在第一个减数分裂细胞分裂中摘要，大多数生物体的染色体的适当分离取决于chiasmata，这是源自spo11核酸酶催化的编程双链断裂（DSB）的同源染色体之间的连续性交换。由于DSB会导致生殖细胞无法弥补的损害，而缺乏DSB的染色体也缺乏Chiasmata，因此必须仔细调节DSB的数量既不会太高也不太低。在这里，我们表明，在秀丽隐杆线虫中，减数分裂DSB水平受DSB-1的磷酸调节控制，DSB-1是PP4 PPH-4.1磷酸酶和ATR ATL-1 Kinase的相对活性，DSB-1（酵母SPO11辅助剂REC114）的同源物。PPH-4.1突变体中DSB-1磷酸化的增加与DSB形成的减少相关，而DSB-1磷酸化的预防大大增加了PPH-4.1突变体和野生型背景中的减数分裂DSB的数量。秀丽隐杆线虫及其近亲还具有DSB-1的差异旁系同源物，称为DSB-2，而DSB-2的丢失却可以减少年龄增加的卵母细胞中的DSB形成。我们表明，DSB-1的哲学和灭活形式的比例随着年龄的增长和DSB-2的流失而增加，而不可磷酸化的DSB-1则挽救了DSB-2突变体中DSB的年龄依赖性降低。这些结果表明，DSB-2部分进化以补偿DSB-1通过磷酸化的失活，以维持老年动物的DSB水平。我们的工作表明，PP4 PPH-4.1，ATR ATL-1和DSB-2与DSB-1协同作用，以在整个生殖寿命中促进最佳DSB水平。
对整个神经系统进行逆向工程
摘要：神经科学的主要目标是了解神经系统或神经回路组合如何产生和控制行为。如果我们能够可靠地模拟整个神经系统，从而复制大脑对任何刺激和不同环境的反应动态，那么测试和改进我们的神经控制理论将变得非常容易。更根本的是，重建或建模一个系统是理解它的一个重要里程碑，因此，模拟整个神经系统本身就是系统神经科学的目标之一，实际上是梦想。要做到这一点，我们需要确定每个神经元的输出如何依赖于某个神经系统中的输入。这种解构——从输入输出对理解功能——属于逆向工程的范畴。目前对大脑进行逆向工程的努力主要集中在哺乳动物的神经系统上，但这些大脑极其复杂，只能记录微小的子系统。我们在此认为，现在是系统神经科学开始齐心协力对较小系统进行逆向工程的时候了，而秀丽隐杆线虫是理想的候选系统。特别是，已建立并不断发展的光生理学技术工具包可以非侵入性地捕获和控制每个神经元的活动，并扩展到大量动物群体的数十万次实验。由于个体神经元的身份在形式和功能上基本保持不变，因此可以合并不同群体和行为的数据。然后，基于现代机器学习的模型训练应该能够模拟秀丽隐杆线虫令人印象深刻的大脑状态和行为范围。对整个神经系统进行逆向工程的能力将有利于系统神经科学以及人工智能系统的设计，从而为研究越来越大的神经系统提供根本性的见解和新方法。
重新设定
甲虫巨星Jannaschi（古细菌）1.7 100-200 X / 0.1-0.2 E. Coli K12（细菌）4.6 100-200× / 0.5-0.5-0.5-0.5-0-0。 1-1.2秀丽隐杆线虫（线虫蠕虫）97 80-100-100× / 8-10拟南芥（植物）125 80-100-100× / 10-13果蝇黑色素果（果蝇）180 80-100-100-100× / 15-18 Danio Rerio（斑马鱼）1400 30-50× / 42-70 HOMO SAPIENS（HUMAN）3300 30× / 99（浅层）; ≥80×/≥264（DEP）Hordeum dufgarre（大麦）4200 30× / 126 BUFO BUFO（TOAD）5000 30× / 150× / 150× /
ORIP 低温保存和其他动物模型保存方法研讨会第一场。生物医学研究中的无脊椎动物模型
第 1 节讨论了与生物医学研究中常用的无脊椎动物模型的冷冻保存和其他长期保存方法相关的主题，包括果蝇、秀丽隐杆线虫和海胆。会议报告重点介绍了保存这些生物的现行方法和局限性，以及从保存其他无脊椎动物（如缓步动物、蚊子和黑水虻）中吸取的经验教训。会议讨论了干燥和休眠期作为保存方法的潜力。与会者讨论了该领域的差距和挑战，包括准确传播协议所需的培训活动；专门化与通用协议开发的好处；难以繁殖和冷冻保存的菌株和生物；以及与存储空间、样品管理和质量控制相关的问题。
在无脊椎动物中构建和整合神经系统功能的大脑图
抽象的选择和执行适合上下文的行为是由整个大脑中神经回路的综合作用控制的。然而，如何在大脑区域进行活动如何协调，以及神经系统结构如何这些功能相互作用，仍然是开放的问题。最近的技术进步使得构建神经系统结构和功能的大脑范围图，例如大脑活动图，连接组和细胞地图集是可行的。在这里，我们回顾了该领域的最新进展，重点是秀丽隐杆线虫和D. Melanogaster，因为最近的工作已经产生了这些神经系统的全球地图。我们还描述了在特定网络的研究中阐明的神经回路基序，这些神经基序突出了必须捕获的复杂性，以构建全脑功能的准确模型。
褪黑激素衍生物6a作为治疗帕金森氏病的PARP-1抑制剂
连续氧化应激和聚（ADP-核糖）聚合酶1（PARP-1）激活发生在神经退行性疾病（例如帕金森病）中。PARP-1抑制作用可以逆转线粒体损伤，并具有神经保护作用。在先前的研究中，我们合成了褪黑激素衍生物6a（MD6A），并报告说它具有良好的抗氧化活性，并且显着降低了秀丽隐杆线虫中的α-突触核蛋白聚集。但是，基本机制在很大程度上是未知的。在本研究中，我们透露MD6A是一种潜在的PARP-1抑制剂，导致雷帕霉素/热休克因子1信号下调和减少热激蛋白4和6表达的哺乳动物Targe，从而有助于维持蛋白质稳态并改善线粒体功能。一起，这些发现表明MD6A可能是预防和治疗帕金森氏病的可行候选者。
跨发育的连接组揭示大脑成熟的原理
从出生到成年，动物的神经系统会随着身体的成长和行为的成熟而发生变化 [1–8]。连接组中电路重塑的形式和程度尚不清楚 [3, 9–15]。我们使用连续切片电子显微镜重建了八个同源秀丽隐杆线虫个体在出生后各个阶段的全脑，以了解其如何随年龄变化。从出生到成年，大脑的整体几何形状都得以保留。在这个恒定的支架上，化学突触连接出现了显著的变化。比较个体之间的连接组可以发现显著的连接差异，这些差异使得每个大脑都部分独特。比较成熟过程中的连接组可以发现不同神经元之间的一致连接变化。这些变化改变了现有连接的强度并产生了新的连接。