Alexander Vitkovski (alev_biz) wrote,
Alexander Vitkovski
alev_biz

Category:

Коннектом червя, половые различия

Нематода Caenorhabditis elegans – один из самых популярных модельных объектов не только нейробиологов, но и биологов вообще.

Коннектом червя, половые различия

С помощью этого довольно примитивно устроенного червя ученые смогли разобраться в механизмах программируемой клеточной гибели, ответить на многие вопросы биологии развития, поведения и других областей биологии. И вот, наконец, получилось полностью расшифровать его коннектом, о чем исследователи рассказали в журнале Nature. Точнее, два коннектома: обоих полов.



Одно из самых замечательных свойств этого червя, которого совсем нетрудно выращивать в лаборатории – постоянство клеточного состава (эутелия). В теле самцов во взрослом состоянии всегда насчитывается ровно 1031 клетка, а гермафродитов – 959 клеток, из которых 302 – это нейроны (самок у C. elegans нет). За годы изучения ученые смогли проследить судьбу буквально каждой клетки червя в ходе эмбрионального развития.

Жестко фиксированное число нейронов у C. elegans и относительная простота устройства его нервной системы открывают перед учеными заманчивую возможность сконструировать так называемый коннектом его нервной системы, то есть установить для каждого нейрона, с какими другими нервными клетками он связан. Авторы сумели построить полные коннектомы для особей C. elegans обоих полов – и самцов, и гермафродитов.

Коннектом червя, половые различия
Граф коннектома гермафродита Caenorhabditis elegans

Коннектомы червей были реконструированы на основании серий электронных микрофотографий, на которых запечатлены срезы тела червя на разных уровнях. Однако, «покрыть» с помощью серий срезов все тело даже такого простого организма, как круглый червь, нельзя, и для заполнения «белых пятен» на карте нейронов C. elegans использовался принцип экстраполяции.

Весь организм червя был представлен как граф из 460 узлов (в случае гермафродита) или 579 узлов (в случае самца), где каждый узел – это нейрон, мышечная клетка или клетка другой природы. Ребра, соединяющие вершины такого необычного графа – это синапсы: химические или электрические, причем, их число также четко фиксировано в случае обоих полов.

Коннектом червя, половые различия
Коннектом мужской особи Caenorhabditis elegans

Оказалось, что между строением нервной системы у червей мужского пола и гермафродитов существует ряд отличий, заключающихся не только в разнице между числом нейронов и синапсов, но и функциональных различиях. Во-первых, цепочки нейронов, ответственных за половое поведение, у разных полов устроены совершенно по-разному. Во-вторых, различия затрагивают и те участки нервной системы, которые отвечают за процессы, общие для обоих полов: значительная доля синапсов в таких цепочках нейронов различается по силе в зависимости от пола.

Помимо идентификации межполовых различий авторы исследования сделали еще ряд важных открытий касательно строения и физиологии такого, казалось бы, вдоль и поперек изученного организма, как C. elegans. Так, им удалось описать особую группу мотонейронов (так называемые сублатеральные моторные нейроны), выявить интернейроны в центральной нервной системе червя, а также интернейроны, связывающие между собой разные уровни в иерархически организованной нервной системе животного.

Кроме того, ученые смогли охарактеризовать доселе плохо изученные контакты между нейронами и немышечными структурами, такими как гиподерма (покровная система червя). Будем надеяться, что столь детальная карта нервной системы C. elegans и огромное количество новой информации о ее строении и функционировании, которую сумели добыть авторы этого масштабного исследования, помогут в использовании червя как модельного организма для изучения различных заболеваний нервной системы.

Текст: Елизавета Минина





Ссылка на источник

Tags: биология, исследования, нейробиология
Subscribe

Posts from This Journal “нейробиология” Tag

promo alev_biz november 12, 21:11 Leave a comment
Buy for 20 tokens
Якушенко Саше 9 лет. Она живет в курортном поселке Нарочь, в двух шагах от самого большого озера в Беларуси. К сожалению, выйти к нему самостоятельно девочка не может – у Саши ДЦП 3 степени тяжести и 4 степень утраты здоровья. Все средства семьи уходят на дорогостоящие лекарства и…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

  • 0 comments