秀丽隐杆线虫在三维介质中的导航：翻滚机动与平面转向
生物物理
2019-01-18 v1
摘要
自由生活的线虫秀丽隐杆线虫是一种强大的遗传模型，对于从行为到神经科学再到衰老的研究至关重要，而运动是这些研究中使用的关键观测量。然而，尽管在其自然环境中，秀丽隐杆线虫是在三维复杂介质（腐败有机物和水）中运动的，但对其运动的定量研究一直局限于二维运动。基于我们最近对二维转向机动的定量分析 [Phys. Fluids 25, 081902 (2013)]，我们进一步首次定量描述了秀丽隐杆线虫如何在三维环境中运动。我们证明，通过叠加身体扭转和二维波动，打洞或游动的线虫可以旋转波动平面。这些翻滚机动与由波动波参数变化相关的二维转向相结合，使线虫能够探索三维空间。我们应用我们的模型分析了在凝胶中打洞和在水中游动的线虫的三维趋化性；我们得出结论，线虫能够在不同环境中实现有效的趋化性，而无需调整其对化学信号的感觉运动响应。讨论了我们的发现对于理解线虫身体的三维神经肌肉控制的意义。
引用
@article{arxiv.1609.03452,
title = {Navigation of C. elegans in three-dimensional media: roll maneuvers and planar turns},
author = {Alejandro Bilbao and Amar K. Patel and Mizanur Rahman and Siva A. Vanapalli and Jerzy Blawzdziewicz},
journal= {arXiv preprint arXiv:1609.03452},
year = {2019}
}
备注
14 pages, 16 figures