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J-GLOBAL ID：201702277476265368   整理番号：17A1471152

線虫のコネクトームのニューロン機能をネットワーク制御原理から予測する

Network control principles predict neuron function in the Caenorhabditis elegans connectome

著者 (11件)： YAN Gang (Northeastern Univ., Massachusetts, USA) ,  TOWLSON Emma K. (Northeastern Univ., Massachusetts, USA) ,  BARABASI Albert-Laszlo (Northeastern Univ., Massachusetts, USA) ,  YAN Gang (Tongji Univ., Shanghai, CHN) ,  VERTES Petra E. (Univ. Cambridge, Cambridge, GBR) ,  CHEW Yee Lian (MRC Lab. of Molecular Biology, Cambridge, GBR) ,  WALKER Denise S. (MRC Lab. of Molecular Biology, Cambridge, GBR) ,  SCHAFER William R. (MRC Lab. of Molecular Biology, Cambridge, GBR) ,  BARABASI Albert-Laszlo (Dana Farber Cancer Inst., Massachusetts, USA) ,  BARABASI Albert-Laszlo (Harvard Medical School, Massachusetts, USA) ,  BARABASI Albert-Laszlo (Central European Univ., Budapest, HUN)
資料名： Nature (London)  (Nature (London))
巻： 550  号： 7677  ページ： 519-523  発行年： 2017年10月26日 
JST資料番号： D0193B  ISSN： 0028-0836  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： イギリス (GBR)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 複雑系の制御能についての最近の研究で,生物学的,社会的,科学技術的ネットワークの構造機能相関を体系的に追究するための数学的枠組みができてきた。しかし,理論上の進歩にもかかわらず,このような広く使われている制御原理の妥当性が,実験的に直接証明された例はない。今回このギャップを埋めるため,制御の枠組みを線虫の一種Caenorhabditis elegansのコネクトームに当てはめた。これによって,体移動行動の際に,C.elegansの個々のニューロンがどのように関わっているかを予測できた。筋または運動ニューロンの制御には,12のクラスのニューロンが必要と予測され,それには,レーザーによる除去実験で従来から体移動への関与が指摘されていたニューロン群の他に,これまで特徴が明らかにされていなかったニューロンであるPDBも含まれていた。この予測は実験的にも確かめられ,PDBを除去した場合,大きく体を屈曲させると背腹極性が顕著に失われることが分かった。重要なことに,この制御原理により,それぞれのニューロンクラス内の個々のニューロンの関与も検討できる。例えば我々は,DD運動ニューロンクラスのうち,3つだけ(DD04,DD05,DD06)が,単独の除去で体移動に影響を及ぼすだろうと予測した。この予測も,DD04またはDD05の単一細胞除去は体後部の運動に特異的に影響するが,DD02またはDD03の除去では影響が表れないことで確かめられた。我々の予測は,現在のコネクトーム中の弱い結合や見つかっていない結合,再配線された結合を除去しても揺らぐことがなく,この解析の枠組みが,より大規模で特徴付けの不完全なコネクトームにも適用できる可能性を示している。Copyright Nature Japan KK 2018

シソーラス用語： Caenorhabditis elegans ,  画像診断 ,  *生体記録図 ,  *ニューロン ,  解析 ,  運動神経 ,  ニューラルネットワーク ,  *運動
準シソーラス用語： PDBニューロン ,  *コネクトーム ,  *移動運動 ,  運動ノイロン ,  筋ニューロン ,  構造機能相関 ,  数学的解析

分類 (2件)： 動物生理一般  (EJ02010E) ,  末梢神経系  (EJ12020U)

タイトルに関連する用語 (6件)： 線虫 ,  コネクトーム ,  ニューロン ,  ネットワーク制御 ,  原理 ,  予測