Чувствительность фоторецепторов к механическим стимулам раскрыта

Новое исследование с использованием оптических пинцетов выявило неожиданные свойства нейронов, отвечающих за преобразование световых сигналов. Работа опубликована в PLOS Biology.

Неожиданное открытие

Используя междисциплинарный подход и оптические пинцеты, учёные из SISSA, Национального исследовательского совета Италии (CNR) и Австралийского национального университета впервые продемонстрировали чувствительность клеток сетчатки — палочек — к механическим стимулам.

Методология

Исследователи изучали изолированные палочки лягушки. Метод оптических пинцетов позволил с помощью инфракрасного лазерного луча оказывать точное механическое давление на поверхность клеток, не повреждая их. Ответ клеток контролировали с помощью техник кальциевого имиджинга, отслеживая изменение концентрации внутриклеточного кальция по флуоресценции.

Результаты

При механическом воздействии учёные наблюдали последовательные изменения флуоресценции, что указывает на неожиданную механическую чувствительность фоторецепторов. Команда также:

• Обнаружила в фоторецепторах специфические молекулы, чувствительные к механическому стрессу.
• Зафиксировала изменение электрических сигналов при блокировке функции некоторых из этих молекул.
• Показала с помощью флуоресцентных маркеров их распределение в сетчатке.
• Выявила у позвоночных связь между генами, связанными с фотопреобразованием, и генами, связанными с механотрансдукцией.

Физиологический контекст и будущие вопросы

Остаётся открытым вопрос, какие именно физиологические механические стимулы активируют фоторецепторы в естественных условиях. Профессор Винченцо Торре отмечает, что с помощью оптических пинцетов также наблюдалось сокращение внешнего сегмента палочек при воздействии интенсивных световых вспышек (фототропизм), где вполне вероятно участие механических стимуляций.

Исследователи полагают, что механическая чувствительность необходима для обеспечения целостности клеток и оптимального функционирования фотопреобразования. Это открытие подчёркивает сложность биологических систем и роль новых технологий в их изучении.