摘要 精确确定大脑细胞类型的数量和身份是详细概述中枢神经系统 (CNS) 基因和蛋白质表达的先决条件。然而,目前仅对秀丽隐杆线虫的神经系统实现了细胞数量的严格量化。本文,我们描述了一种协同分子遗传、成像和计算技术流程的开发,旨在实现高通量、精确定量,并以细胞分辨率对具有复杂细胞结构的完整组织(如大脑)中的基因表达报告基因进行定量。我们已采用该方法精确确定整个完整的果蝇幼虫 CNS 中的功能性神经元和神经胶质细胞的数量,结果发现神经元数量比之前预测的要少,神经胶质细胞数量要多。我们还发现在这个幼虫发育阶段,两性之间存在意想不到的差异,雌性 CNS 的神经元数量明显多于雄性。对我们的数据的拓扑分析表明,这种性别二态性延伸到 CNS 组织的更深层特征。我们还扩展了分析范围,以量化整个中枢神经系统中电压门控钾通道家族基因的表达,并发现丰度方面的巨大差异。我们的方法能够可靠而准确地量化完整器官内细胞的数量和定位,从而促进对细胞身份、多样性和基因表达特征的复杂分析。
将父本置于各种环境操纵之下表明,在雄性对后代的投资几乎仅限于精子的物种中,父系效应也可能非常重要。然而,父系效应是否也具有遗传成分(即父系间接遗传效应 (PIGE))在此类物种中仍不清楚,这主要是因为在区分基因的间接效应和直接效应方面存在方法学困难。然而,PIGE 可能很重要,因为它们有能力促进进化变化。在这里,我们使用果蝇遗传学来构建一个育种设计,可以对几乎完整的单倍体基因组(超过 99%)进行 PIGE 测试。使用这种技术,我们估计了四个种群中由于 PIGE 导致的雄性寿命差异,并将其与总父系遗传差异(父系间接和直接遗传效应之和)进行比较。我们的结果表明,总父系遗传差异的很大一部分来自 PIGE。对从单个种群随机抽取的 38 个单倍体基因组的筛选表明,PIGE 还会影响种群内寿命的变化。总之,我们的结果表明,PIGE 可能构成了表型变异的一个未被充分重视的来源。
均衡的大量营养素(蛋白质,碳水化合物和脂肪)对于生物的福祉至关重要。足够的热量摄入量,但蛋白质消耗不足会导致多种疾病,包括kwashiorkor 1。味觉受体(T1R1 -T1R3)2可以检测环境中的氨基酸,而细胞传感器(GCN2和TOR)3监测细胞中氨基酸的水平。当剥夺饮食蛋白时,动物会选择一种食物来源,其中包含更大比例的蛋白质或必需氨基酸(EAAS)4。这表明,在EAA特异性饥饿驱动的反应的帮助下,食物选择旨在实现特定的大量营养素的目标量,这是鲜为人知的。在这里,我们在果蝇中表明,微生物组 - 脑轴轴检测到EAA的不足并刺激EAAS的补偿性食欲。我们发现,在蛋白质剥夺期间,神经肽CNMAMID(CNMA)5在前肠的肠细胞中高度诱导。CNMA-CNMA受体轴的沉默阻止了被剥夺的果蝇中EAA特异性饥饿驱动的反应。此外,带有EAA共生微生物组的gnotobiotic果蝇表现出对EAAS的食欲减少。相比之下,没有产生亮氨酸或其他EAA的突变体微生物组的gnotobiotic果蝇显示出更高的CNMA表达和EAAS的补偿性食欲更大。我们提出肠道肠细胞感知饮食和微生物组衍生的EAA的水平,并通过CNMA将EAA剥夺状态传达给大脑。
1. 2019 年冠状病毒病 (COVID-19) 大流行:传染病史上的里程碑 病毒和细菌引起的传染病自人类最早定居以来就一直困扰着人类,夺走了数百万人的生命,扰乱了全球社区。即使在今天,下呼吸道感染、疟疾、艾滋病毒/艾滋病和腹泻病等传染病仍然是世界许多地区的主要死亡原因之一。一年多来,我们又面临另一场全球大流行,它是由一种俗称 SARS-CoV-2 的新型冠状病毒引起的。根据世界卫生组织(WHO,2021)发布的最新数据,自2019年12月至2021年3月疫情爆发以来,全球新冠肺炎确诊病例已超过1亿,死亡人数超过200万人。预计在有效疫苗研发出来并开展大规模免疫接种运动之前,将有数百万人被感染,这将继续给医疗中心和工作人员带来沉重压力,并导致进一步的生命损失。
研究 [12–15],这使得拟谷盗成为比较遗传学、分子生物学、进化和发育等不同生物过程的绝佳模型 [2, 10, 11]。鉴于果蝇的衍生生物学,拟谷盗也
Hanadi Chammout 1、Delia L. Adkins 2、Aleece K. Al-Olimat 2、Zeinab Alsaad 1、Beatrice M. Altopp 3、Tuqa Amer 3、Feyi O. Apampa 3、Gwendolyn R. Avery 2、Isaac I. Bazzi 1、Emilia D. Beck 2、Elise L. Beier 3、B. Shafer Belisle 3、Lane Benton 2、Madison M. Bolyard 2、Olivia E. Brain 2、Eldon T. Buckner 2、Shria Roy Chowdhury 1、Jennifer R. Cifranic 2、Liam Cleary 3、Tyler R. Clum 2、Autumn M. Cruz 2、Meghan V. DeGray 3、Isabel L. Echeverry 3、 Haya El dana 1 、 Sarah K. Elkadri 1 、 Paige L. Estep 2 、 Luke R. Falke 2 、 Hannah J. Foor 2 、 Anika S. Gullapalli 1 、 Sandro S. Hakim 1 、 Hussein B. Hazime 1 、 Lauren E. Heininger 2 、 Emma G. Hoeft 2 、 Lauren M. James 2 , Yeowon Jeon 1 , Megan R. Johnson 2 , Laine P. Jordan 2 , Zayd Khan 1 , Sydney K. Kochensparger 3 , Fadi J. Koria 1 , Ruby M. Krasnow 3 , Veronica Lilly 2 , Eileen Lim 3 , Ian T. MacCormack 3 , Andriy Malesh 3 , Mikayla G. Mariano 2、奥黛丽·C·门策2、Katelyn H. Messner 2、Katlyn C. Myers 2、Emily R. Newman 3、Annie M. Richters 2、Liliana Romero 1、Adam Rotem 3、Reese J. Saho 2、Kaname Sawaki 2、Ashley N. Selders 2、Elizabeth Shockney 2、Farah A. Sobh 1、Isabelle F. Speiser 3、Breanna M. Sproul 2、Veronica J. Sroufe 2、Antonia Tollkuci 3、Cassandra C. Trevino 3、Megan A. Vapenik 2、Erin M. Wagner 2、Kayla L Bieser 4、Jamie L. Siders 2、Justin R. Thackeray 3、Jacob D. Kagey 1§
动物的身体影响神经系统如何产生行为。因此,2对感觉运动行为神经控制的详细建模需要3个身体的详细模型。在这里,我们在Mujoco Physics发动机中贡献了4种水果果蝇Melanogaster的解剖学生物力学全身模型。我们的模型是通用的,5可以在陆地和空气中模拟各种频率行为。我们通过模拟逼真的运动和步行来证明模型的6个通用力。为了支持7这些行为,我们通过流体力和8种粘附力的现象学模型扩展了穆霍科。通过数据驱动的端到端强化学习,我们证明了9这些进步使能够基于高级转向控制信号的复杂轨迹进行现实运动10的神经网络控制器的训练。我们通过训练12个模型来证明11使用视觉传感器以及重复使用预训练的通用式旋转控制器。我们的项目是一个开源平台,用于在体现的上下文中对感觉运动行为的神经控制建模。14
组织特异性干细胞通过在生物体的整个生命中提供分化细胞的连续供应来维持组织稳态。分化/分化的细胞可以通过去分化恢复到干细胞的身份,以帮助维持干细胞池超越单个干细胞的寿命。尽管去分化对于维持干细胞种群很重要,但据推测它是肿瘤发生的基础。因此,必须严格控制此过程。在这里,我们表明,转化调节剂ME31b在防止果蝇男性生殖线的过量去分化方面起着至关重要的作用:在没有ME31b的情况下,精子症在频率较高的频率下将精子延伸到种系干细胞(GSC)中。我们的结果表明,过量的去分化可能是由于NOS的不正调,NOS是生殖细胞身份和GSC维持的关键调节剂。综上所述,我们的数据揭示了对去分化的负面调节,以平衡干细胞维持与分化。
(A) 顶部:将目标 Gal4(深蓝色,顶部构建体)与编码 Cas9 的版本 2 (V2) 供体菌株杂交,该菌株由 X 上的 vasa 启动子控制(未显示),而 CyO 上的供体构建体则包含 T2A。LexA 由 floxed 3xP3-RFP、黄色+ 盒标记,两侧是 Gal4 同源臂和 U6 驱动的向导 RNA(CyOHACKy.V2,y +、RFP +)。从上往下第三行:得到的 HACKed 染色体,其中 Gal4 ORF 已被破坏并由 T2A.LexA 替换,由视觉标记黄色+和 RFP+标记。底部:与 hs- Cre 杂交后,黄色 +、RFP + 盒被移除。
尽管如此,在成员国的运营计划中,已经观察到技术差距,技术和工具的协调不足以及技术创新的滞后改编。此外,这种环境友好的技术正在与常规的害虫控制方法不断竞争。可以在用于针对果蝇虫害的各个组成部分中观察到这种情况,包括菌落管理,昆虫的质量,灭菌和辐射后处理和释放。也可以在包括监视系统和种群抑制方法在内的现场组件中观察到。应用研究需要采用这些技术并提高成本效益。优化和协调SIT的使用将进一步为这项基于核技术的技术提供比较的优势。