Research press release

【神経科学】線虫の神経系内の接続の全容が明らかになった

Nature

Neuroscience: The wiring of worms revealed

線虫の一種Caenorhabditis elegansの成虫の両方の性(雄と雌雄同体)の神経系における接続の全容を示すマップが今週発表される。この新知見は、これまでに発表された線虫の神経マップ(コネクトーム)の中で最も完全なものであり、雌雄の神経系を比較することができる。このマップは、線虫の行動を担う神経回路の解読に役立つかもしれない。

線虫は、神経科学研究の重要なモデル生物である。過去の研究論文には、線虫の雄のいろいろな部分に関するコネクトームと雌雄同体の神経系に関する記述があった。

今回、Scott Emmonsたちの研究グループは、一連の電子顕微鏡写真を用いて線虫の雄の頭部の回路をマッピングすることにより、この分野の研究を前進させた。次にEmmonsたちは、これらのマップを以前に発表された顕微鏡写真と組み合わせて、雌雄同体の神経系における接続の再構成を含む線虫全体のコネクトームを生成した。Emmonsたちの方法は、以前の研究で報告されたよりも多くの接続を同定でき、Emmonsたちは、接続の物理的な大きさに基づいて、それぞれの接続の位置とその強度の間接的な尺度を示した。また、Emmonsたちは、接続の最大30%までが両性間に著しい強度差があると考えられるとし、今回の研究におけるコネクトームは、複数の個体の顕微鏡写真から構築されているため、コネクトームというコンセプトの作成ととらえるべき点も指摘している。

同時掲載のDouglas Portman のNews & Views論文では、今回の研究で得られた知見は「脳の機能が脳の構造からどのようにして生じたのかを理解しようとする試みが大きく一歩前進したこと」を示していると述べられている。

Maps of all the connections in the nervous system of both sexes (male and hermaphrodite) of the adult nematode worm Caenorhabditis elegans are presented in this week’s Nature. The findings represent the most complete neural maps (or connectomes) of C. elegans published to date and allow comparisons between the nervous systems of the sexes to take place. The maps could help to decipher the neural circuits responsible for the worm’s behaviour.

C. elegans is an important model organism for neuroscience research. Previous studies have described the connectomes for sections of the male C. elegans and the nervous system of the hermaphrodite.

Scott Emmons and colleagues build on this work by mapping the circuitry of the male head of C. elegans using a series of electron micrographs. The authors then combined these with previously published micrographs to generate whole-animal connectomes, including a reconstruction of the connections in the hermaphrodite nervous system. Their method allowed them to identify more connections than reported in earlier research, and they were able to provide each connection with a location and an indirect measure of its strength, based on their physical size. The authors also found that up to 30% of the connections may differ substantially in strength between the sexes. They note that their connectomes should be considered conceptualizations as they were constructed from micrographs of multiple animals.

In an accompanying News & Views article, Douglas Portman writes that the findings mark “a major step forward in the attempt to understand how a brain’s function emerges from its form.”

doi: 10.1038/s41586-019-1352-7

「Nature 関連誌注目のハイライト」は、ネイチャー広報部門が報道関係者向けに作成したリリースを翻訳したものです。より正確かつ詳細な情報が必要な場合には、必ず原著論文をご覧ください。

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