大脑相互连接的神经细胞复杂的缠结处理视觉图像，回忆记忆，控制运动功能并协调无数其他功能。神经科学的一个主要目标是了解大脑是如何“连接”的，换句话说，大脑的所有神经元如何知道它们应该如何相互连接才能实现最佳功能？
果蝇果蝇是了解遗传信息如何控制神经传递的理想模型系统，因为果蝇具有硬连线的大脑，这意味着两只普通苍蝇的大脑中的神经联系可能几乎相同。但是，几乎相同并不意味着果蝇的大脑很简单。仅苍蝇的视神经叶区域就有60,000个脑细胞。每个神经元如何知道大脑发育过程中建立的联系？
现在，加州理工学院的研究人员已经确定了苍蝇视觉系统的一部分是如何形成的，这是理解大脑连接性的重要组成部分。
一纸描述研究发表在期刊网上生活。这项工作是在Kai Zinn，Howard和Gwen Laurie Smits生物学教授的实验室中完成的。Zinn是Caltech天桥大学和Chrissy Chen神经科学研究所的附属教师。
1960年代，加州理工学院的神经科学家和诺贝尔奖获得者罗杰·斯佩里（Roger Sperry）提出，神经回路的组装是由细胞表面蛋白（位于神经元和其他细胞外表面的蛋白）之间的相互作用所指导的。Sperry的假设基于他在青蛙和鱼脑中的光通路实验而得出的假设，即这些蛋白质像路标一样起作用，将大脑中的单个神经元标记为眼睛中神经元的适当靶标。Zinn实验室的这项新工作可鉴定果蝇中具有这些路标功能的大脑和眼睛细胞表面蛋白。
几年前，斯坦福大学和加州理工学院的Zinn研究人员在实验室培养皿中表达了200种不同的果蝇细胞表面蛋白，并表征了这些蛋白在试管中的所有结合反应（约40,000种可能的组合）。
这项工作揭示了被称为Dprs和DIPs的两个细胞表面蛋白家族之间具有特定的亲和力，并且在神经元表面上发现了这两个家族的成员。Zinn实验室的研究人员一直试图了解这种相互作用如何在神经发育中发挥作用。
eLife论文中描述的研究集中于特定的Dpr-DIP配对Dpr11和DIP-gamma，这种配对发生在使果蝇看到颜色的神经回路之一中。Dpr11蛋白存在于处理紫外线并与表达DIP-γ的特定细胞类型（靶神经元）建立联系的某些感光器上。研究人员研究了这种神经回路如何确保组装过程中每个感光体与正确的配偶相匹配。他们发现，在正在发展的视觉系统中建立神经连接时，目标神经元会大量生成并竞争其感光受体伴侣。由于光感受器上的Dpr11和目标神经元上的DIP-γ之间存在相互作用，因此这种匹配是可能的。因此，如果两种蛋白质都不同时表达（情况就是这样，例如，在dpr11或DIP-γ基因突变的果蝇中，目标神经元死亡，神经回路无法正常发育。对突变果蝇的神经联系的分析表明，它们应该在色觉方面有缺陷。
尽管研究人员发现这种特定的Dpr / DIP配对对于正确地形成神经回路至关重要，但是任何给定的神经元都表达约250种不同的细胞表面蛋白，这使得对细胞表面蛋白如何控制连通性的分析非常复杂。未来的工作将继续研究如何通过Dpr和DIP与其他细胞表面蛋白之间的配对来确定突触连接性，其最终目标是理解创建苍蝇大脑整个接线图所需的信息。
描述该研究的论文标题为“ Dpr11和DIP-γ控制果蝇色觉回路中无长突神经元的相互作用”。