종의 진화에 따라 뇌가 어떻게 변화하는지 탐구하기 위해, 생태적으로 구별되지만 서로 밀접하게 연관된 초파리( drosophilids ) 3종의 중추뇌(central brain)에 대한 단일세포 전사체(single-cell transcriptomic) 아틀라스를 생성하였다. 여기에는 일반종(generalists)인 Drosophila melanogaster와 Drosophila simulans, 그리고 노니(noni) 과일 특화종인 Drosophila sechellia가 포함된다. 이들 종의 뇌에서 전역(global) 세포 구성은 잘 보존되어 있으나, 우리는 서로 다른 빈도를 보일 수 있는 몇몇 세포 유형, 특히 혈액-뇌 장벽(blood-brain barrier)의 퍼이뉴리얼 교세포(perineurial glia)를 예측하였고, 이를 생체 내(in vivo)에서 검증하였다. 유전자 발현 분석 결과, 서로 다른 세포 유형들이 서로 다른 속도와 양상으로 진화하며, 교세포(glial) 집단이 종 간 변이가 가장 큰 것으로 나타났다. D. melanogaster 뇌와 비교할 때, 세포 구성과 유전자 발현 양상은 D. simulans보다 D. sechellia에서 더 큰 차이를 보였는데, 이는 D. melanogaster로부터의 계통학적 거리(phylogenetic distance)가 유사함에도 불구하고 나타나는 결과이며, D. sechellia의 특화(specialization)가 그 뇌의 구조와 기능에 반영되어 있음을 시사한다. D. sechellia에서의 발현 변화에는 몇몇 대사 신호(metabolic signaling) 관련 유전자들이 포함되는데, 이는 새로운 영양원에 대한 적응을 시사한다. 또한 D. sechellia에 대해 추가로 단일세포 전사체 분석을 수행한 결과, 노니(noni) 식이 보충제에 반응하는 유전자와 세포 유형이 확인되었으며, 이 과일에 대한 생리적 및 유전적 적응 모두의 장소로서 교세포가 관여함을 보여준다. 본 아틀라스는 ‘전체(whole)’ 중추뇌에 대한 최초의 비교 데이터셋을 제공하며, 잘 정의된 계통학적·생태학적 틀 안에서 신경계의 진화 가능성(evolvability)을 연구하기 위한 포괄적인 기반을 마련한다.

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