结构,让大脑信号高速“跳”中发现的昆虫

动物的大脑由两种不同类型的细胞组成:神经元,处理和传输信息,神经元和神经胶质细胞,支持多种方式。1871年,法国解剖学家Louis-Antoine Ranvier神经元在脊椎动物:演示了一些特殊的扩展这些神经细胞有环形区域缺乏周围鞘-神经胶质细胞形成的髓磷脂。电绝缘髓鞘,Ranvier所谓的节点形成一个基础电气神经冲动迅速转移到更远的距离。他们“跳”从节点到节点的速度100米/秒。这种“跳跃式传导”长期以来被视为是特定于脊椎动物。现在,第一次,果蝇(黑腹果蝇)作为一个例子,一个领导的研究小组从神经研究所神经生物学家基督教Klambt教授——明斯特大学和行为生物学表明类似的结构存在于昆虫。这项研究已经发表在《华尔街日报》eLife。

为其工作,团队分析果蝇,查看所需的蛋白质分布的神经传导。利用基因和微观方法,研究人员表明,ion-conducting钠和钾离子通道的底层传输被安排在集群的过程类似于脊椎动物。最近理论发表的论文中描述的团队,离子通道的地方积累需要一个严格的空间分离单独的轴突,神经细胞的扩展。在脊椎动物中,这是确保胶质髓磷脂。的团队表明,果蝇myelin-like结构也形成轴突接近等离子体膜区域的离子通道。在脊椎动物中,髓鞘是由特定的神经胶质细胞,是要求快速、准确传导。

“我们首次描述了电压门控离子通道的专门的组织和也为果蝇myelin-like结构的设计,“基督教Klambt说。“此外,我们能够表明胶质细胞控制基因活动和神经元离子通道的定位。”所描述的相似之处人员在脊椎动物和果蝇表明离子通道集群的出现,再加上增加绝缘,是一个基本的概念在电力传输的信息。

所做的功的团队不仅有助于理解髓磷脂的进化,但也允许将髓鞘形成的生物学和再生进行更详细的调查。这是主要的重要性与神经退行性疾病如多发性硬化症。到目前为止,治疗主要集中在抑制炎症反应,它不可能促进re-myelinisation任何有效。说:“这意味着基督教Klambt,“我们的研究结果将有助于发现替代形式的多发性硬化症治疗。”

为他们的调查,研究人员使用的分子遗传学方法结合各种先进的成像过程,包括使用创新电子显微镜的可视化标记蛋白质,以及共焦显微镜,特别是高分辨率。

参考:雷伊年代,欧姆H, Moschref F, Zeuschner D, Praetz M, Klambt c Glial-dependent集群果蝇的电压门控离子通道先于髓鞘的形成。Dickman DK,艾德。eLife。2023;12:e85752。doi:10.7554 / eLife.85752

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