Abstract Binocular stereopsis requires the convergence of visual information from corresponding points in visual space seen by two different lines of sight. This may be achieved by superposition of retinal input from each eye onto the same downstream neurons via ipsi- and contralaterally projecting optic nerve fibers. Zebrafish larvae can perceive binocular cues during prey hunting but have exclusively contralateral retinotectal projections. Here we report brain activity in the tectal neuropil ipsilateral to the visually stimulated eye, despite the absence of ipsilateral retinotectal projections. This activity colocalizes with arbors of commissural neurons, termed intertectal neurons (ITNs), that connect the tectal hemispheres. ITNs are GABAergic, establish tectal synapses bilaterally and respond to small moving stimuli. ITN-ablation impairs capture swim initiation when prey is positioned in the binocular strike zone. We propose an intertectal circuit that controls execution of the prey-capture motor program following binocular localization of prey, without requiring ipsilateral retinotectal projections.

1. Abstract Zebrafish telencephalon acquires an everted morphology by a two-step process that occurs from 1 to 5 days post-fertilization (dpf). Little is known about how this process affects the positioning of discrete telencephalic cell populations, hindering our understanding of how eversion impacts telencephalic structural organisation. In this study, we characterise the neurochemistry, cycle state and morphology of an EGFP positive (+) cell population in the telencephalon of Et( gata2 : EGFP ) bi105 transgenic fish during eversion and up to 20dpf. We map the transgene insertion to the early-growth-response-gene-3 ( egr3 ) locus and show that EGFP expression recapitulates endogenous egr3 expression throughout much of the pallial telencephalon. Using the gata2:EGFP bi105 transgene, in combination with other well-characterised transgenes and structural markers, we track the development of various cell populations in the zebrafish telencephalon as it undergoes the morphological changes underlying eversion. These datasets were registered to reference brains to form an atlas of telencephalic development at key stages of the eversion process (1dpf, 2dpf and 5dpf) and compared to expression in adulthood. Finally, we registered gata2:EGFP bi105 expression to the Zebrafish Brain Browser 6dpf reference brain (ZBB, see Marquart et al., 2015, 2017; Tabor et al. 2019), to allow comparison of this expression pattern with anatomical data already in ZBB.

Abstract Neurons on left and right sides of the nervous system frequently show asymmetric properties but how these differences arise is poorly understood. Through a forward genetic screen in zebrafish, we find that loss of function of the transmembrane protein Cachd1 results in right-sided habenula neurons adopting left-sided character. Cachd1 is expressed in habenula neuron progenitors, functions symmetrically downstream of asymmetric environmental signals that determine laterality and influences timing of the normally left-right asymmetric patterns of neurogenesis. Unbiased screening for Cachd1 partners identified the Wnt co-receptor Frizzled7 and further biochemical and structural analysis revealed Cachd1 can bind simultaneously to Fzd proteins and Lrp6, bridging between these two Wnt co-receptors. Consistent with these structural studies, lrp6 mutant zebrafish show symmetric habenulae with left-sided character and epistasis experiments with other Wnt pathway genes support an in vivo role for Cachd1 in modulating Wnt pathway activity in the brain. Together, these studies identify Cachd1 as a conserved novel Wnt-receptor interacting protein with roles in regulating neurogenesis and neuronal identity.