Mozak životinje se sastoji od dve različite vrste ćelija: neurona, koji obrađuju i prenose informacije, i glijalnih ćelija, koje podržavaju neurone na različite načine. Godine 1871, francuski anatom Luj-Antoan Ranvije demonstrirao je nešto posebno u vezi sa neuronima kod kičmenjaka: na produžecima ovih nervnih ćelija nalaze se regioni u obliku prstena kojima nedostaje omotač – mijelin formiran od glijalnih ćelija. Zajedno sa električnim izolacionim mijelinskim omotačem, takozvani Ranvierovi čvorovi čine osnovu za električni nervni impuls koji se veoma brzo prenosi na veće udaljenosti. Oni „skaču“ od čvora do čvora brzinom do 100 metara u sekundi. Dugo se smatralo da je ova „slatna provodljivost“ specifična za kičmenjake.
Sada, po prvi put, uzimajući za primer voćnu mušicu (Drosophila melanogaster), tim istraživača predvođen neurobiologom prof. Kristijanom Klambtom sa Univerziteta u Minsteru (Nemačka) pokazao je da slične strukture postoje i kod insekata. Studija je objavljena u časopisu eLife.
Za svoj rad, tim je analizirao voćne mušice, gledajući distribuciju proteina neophodnih za neuronsku provodljivost. Koristeći genetske i mikroskopske metode, istraživači su pokazali da su natrijumski i kalijumovi kanali koji provode jone i koji su u osnovi procesa prenosa raspoređeni u klastere na sličan način kao kod kičmenjaka.
Kao što je nedavno opisano u teoretskom radu koji je tim objavio, lokalna akumulacija jonskih kanala zahteva striktno prostorno odvajanje pojedinačnih aksona, produžetaka nervnih ćelija. Kod kičmenjaka, ovo je obezbeđeno glijalnim mijelinom. Tim je pokazao da se kod Drosophile strukture nalik mijelinu takođe formiraju oko aksona blizu regiona plazma membrane koji nosi jonske kanale. Kao i kod kičmenjaka, mijelin formiraju specifične glijalne ćelije i on je preduslov za brzu, preciznu provodljivost.
„Prvi put smo opisali i namensku organizaciju jonskih kanala sa naponom, kao i dizajn struktura nalik mijelinu za Drosophila“, kaže Christian Klambt. „Pored toga, uspeli smo da pokažemo da glijalne ćelije kontrolišu genetsku aktivnost i pozicioniranje neuronskih jonskih kanala.“ Sličnosti koje su opisali istraživači između kičmenjaka i voćnih mušica ukazuju na to da je pojava klastera jonskih kanala, zajedno sa povećanom izolacijom, fundamentalni koncept u električnom prenosu informacija.
Rad koji je obavio tim ne samo da pomaže u razumevanju evolucije mijelina, već i omogućava da se biologija formiranja i regeneracije mijelina detaljnije istražuje. Ovo je od velike važnosti u vezi sa neurodegenerativnim bolestima kao što je multipla skleroza. Do sada se lečenje fokusiralo na suzbijanje inflamatorne reakcije i nije bilo moguće promovisati bilo kakvu efikasnu remijelinizaciju. „To znači da će naši nalazi pomoći u otkrivanju alternativnih oblika lečenja multiple skleroze“, kaže Kristijan Klambt.
Za svoja istraživanja, istraživači su koristili metode molekularne genetike u kombinaciji sa različitim najsavremenijim procesima snimanja, uključujući upotrebu inovativne elektronske mikroskopije za vizuelizaciju obeleženih proteina, kao i konfokalnu mikroskopiju sa posebno visokim rezolucijama.
