神経科学：視覚系の発生アトラスにおけるニューロンの多様性と収斂

ニューロンの多様性がどのように確立され、維持されるのかを明らかにするには、ニューロンの遺伝子発現を発生を通して詳しく知る必要がある。哺乳類の脳とは対照的に、ショウジョウバエ（Drosophila）の視葉に見られるニューロンの大きな多様性とそのコネクトームについては、ほぼ完全に特徴が明らかにされている。しかし、こうしたニューロン多様性の分子的特徴は、特に発生中のものについては解析されていない。今回我々は、ショウジョウバエの視葉のトランスクリプトーム多様性のほぼ完全な描写を通して、脳発生に関する洞察を提示する。我々は、成虫と5つの蛹期において27万5000個の単一細胞からトランスクリプトームを取得し、それらを発生の全ての時点で約200種類の細胞タイプに割り当てる機械学習の枠組みを構築した。その結果、発生中にはニューロピルを覆っているが成虫になる直前に死ぬ2つの大規模なニューロン集団に加え、発生を通じて異なるWntシグナル伝達により背側と腹側の視覚回路を隔てる複数のニューロンサブタイプが発見された。また、細胞タイプは同じだが数日隔てて生み出されるニューロンのトランスクリプトームが、それらのニューロンが作られてすぐに同期することも示された。さらに、形態と接続性は大きく異なるものの、成虫ではトランスクリプトームのプロファイルが区別できない状態に収斂するニューロンサブタイプが、シナプス形成において明らかになった。我々のデータセットは、ショウジョウバエの視葉の既知のニューロン多様性をほぼ完全に説明しており、種を超えて脳発生を理解するためのパラダイムとなる。

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