一种喻为大度隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）的动物被寰球科学家用作一种模型生物。在一项新的钻研中，来自美国阿尔伯特-爱因斯坦医学院的研究人员描摹了这种动物的神经系统的首个残破的毗连图。该研讨包孕这类植物的雌性和雄性个体，并提示出它们之间的性子性差异。干系研究终归发表在2019年7月4日的Nature期刊上，论文题目为“Whole-animal connectomes of both Caenorhabditis elegans sexes”。
锦绣隐杆线虫，图片来自Nature, 2019, doi:10.1038/s41586-019-1352-7。
这些研讨到底标识表记标帜着“连贯组学（conne首席技术官mics）”畛域的一个紧要里程碑。邻接组学指的是绘制大脑、大脑区域或神经琐细中无数神经毗邻的图谱，以找到招致认真特定举动的特定神经邻接。
论文通信作者、阿尔伯特-爱因斯坦医学院份子遗传学主任、神经科学系遗传学传授Scott Emmons博士说道，“结构不停是生物学的核心。DNA的机关提示了基因若何起劝化，卵白的组织暗示了酶若何阐扬违拗。当今，神经系统的结构默示了植物的举止以及神经邻接呈现错误如何招致疾病。
”科学家们猜想某些神经和物质疾病，如精力盘据症与自闭症，是“联接病（conne首席技术官pathy）”，即“错误毗连”惹起的问题。E妹妹ons博士说道，“这一要是因创造几种物资阻滞与被认为决定联接性的基因突变无关而得到增强。连贯组学有潜力救助咱们领略某些肉体疾病的根蒂，可能提出治疗路径。"
模子生物
貌寝隐杆线虫是云云微小---成年线虫仅有一毫米长，独一笼统1000个细胞，而且它的简单的由几百个神经元组成的神经琐屑（牝牡同体/雌性中有302个神经元，雄性中有385个神经元），这就使得它成为最佳的用于理解数十亿倍繁冗的人类大脑的动物模子之一。它也是第一个对它的整个基因组进行测序的多细胞生物。
E妹妹ons博士的这项研究设立在已故英国生物学家Sydney Brenner的创始性研究任务之上。
Brenner实验室在执行室成员John White的导游下，在经由对这类线虫的数千张延续电子显微照片上可见的神经布局发展尽心综合后，于1986年宣布了第一张寝陋隐杆线虫的神经体系图。每张照片由比人类头发薄一千倍的横截面“切片”组成。他与他的共事们在每个切片之间手动绘制“联接点”，将一张照片中的布局与另一张照片联接在一起，从而构建出这些神经元的详细表示以及它们之间的5000个支配的联接（突触）。
经过Brenner和White 的20年不懈起劲，他们创始了联接组学范围，况且将这种线虫作为研究生物学和人类疾病研究的须要动物模子。但是，他们的图谱，非正式地成为“线虫的大脑”，无视了这种线虫身体的大部门，仅搜罗这两种性别---雌雄同体和雌性---中的一种，但不包含雄性。
接过批示棒
对于这项新钻研，E妹妹ons团队解析了新的线虫电子显微照片以及Brenner博士的旧显微照片，并运用专门开发的软件将它们拼凑在一同，从而构建出艳丽隐杆线虫两种性其它成体个体的完整联接图谱。这些图谱席卷各个神经元之间的全部毗邻、从神经元到线虫肌肉和其他组织（好比肠道与皮肤）的毗邻、肌肉细胞之间的突触以及对这些突触强度的估计值。
Emmons说道，“当然这两种线虫性别中的突触通路基本上相似，但许多突触的强度差别，这就为理解性别奇同性举止提供了根抵。”首要的性别差异与生殖听命无关：在外阴与子宫肌肉以及在雌雄同体中管制它们的运动神经元；何况在大批额外的神经元、性肌肉和尾巴中发生发火了雄性交配的神经回路。然而除此之外，令人惊奇的是，这两种线虫性别共有的中枢神经通路中神经元之间形成的突触数量宛若在强度上也具备着很大的差距。
E妹妹ons说道，“这些毗连的网络是解读奇丽隐杆线虫举止的神经牵制的出发点。由于这类线虫神经琐细含有许多与人类神经细碎相斥的份子，咱们对前者的了然可以有助于咱们理解后者。” E妹妹ons目前正在研讨线虫毗连组是若何由它的基因组编码的。
原始情由：Steven J. Cook et al. Whole-animal connectomes of both Caenorhabditis elegans sexes. Nature, 2019, doi:10.1038/s41586-019-1352-7.
原标题：Nature：初次构建出线虫神经细碎的完整毗邻图谱
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