Криптохром 1 обнаружен в глазах собак и приматов
Криптохромы — светочувствительные молекулы, присутствующие у бактерий, растений и животных. У животных они участвуют в контроле циркадных ритмов. У птиц криптохромы также задействованы в светозависимой магниторецепции, основанной на восприятии магнитного поля Земли: криптохром 1a находится в фоторецепторах глаз птиц и активируется магнитным полем. Исследователи из Института исследований мозга Общества Макса Планка во Франкфурте обнаружили криптохром 1 в фоторецепторах глаз у нескольких видов млекопитающих. Это позволяет предположить, что эти животные также могут обладать магнитным чувством, связанным с их зрительной системой.
Распределение криптохрома среди млекопитающих
Вместе с коллегами из нескольких университетов Германии Кристина Нисснер и Лео Пайхл исследовали наличие криптохрома 1 в сетчатках 90 видов млекопитающих. Криптохром 1 млекопитающих является эквивалентом птичьего криптохрома 1a.
С помощью антител к светоактивированной форме молекулы ученые обнаружили криптохром 1 только у нескольких видов из групп хищных и приматов. Как и у птиц, он находится в сине-чувствительных колбочках этих животных.
- Молекула присутствует у собакообразных хищников: собак, волков, медведей, лис и барсуков.
- Не обнаружена у кошкообразных хищников: кошек, львов и тигров.
- Среди приматов криптохром 1 найден, например, у орангутана.
У всех протестированных видов из остальных 16 отрядов млекопитающих активный криптохром 1 в колбочках сетчатки обнаружен не был.
Предполагаемая функция
Активный криптохром 1 находится в светочувствительных наружных сегментах колбочек. Это делает маловероятным его роль в контроле циркадных ритмов (который происходит в удаленном клеточном ядре) или в качестве дополнительного зрительного пигмента для цветового восприятия.
Исследователи предполагают, что некоторые млекопитающие могут использовать криптохром 1 для восприятия магнитного поля Земли. В эволюционном плане синие колбочки млекопитающих соответствуют сине- и УФ-чувствительным колбочкам птиц, поэтому вполне возможно, что криптохром 1 у млекопитающих выполняет схожую функцию. На это косвенно указывают наблюдения: например, лисы успешнее ловят мышей, когда атакуют в направлении северо-востока.
Альтернативный механизм магниторецепции
Однако некоторые виды, у которых в колбочках нет активного криптохрома 1 (например, некоторые грызуны и летучие мыши), также реагируют на магнитное поле. Это можно объяснить наличием альтернативного механизма восприятия — например, с помощью магнетита, микроскопических частиц железа в клетках. Такой магниторецептор функционирует как карманный компас и не требует света. Им пользуются, например, слепыши, живущие в темных тоннелях. У птиц также есть дополнительный позиционный механизм ориентации, основанный на магнетите.
Остается много открытых вопросов. Будущие исследования должны показать, является ли криптохром 1 в синих колбочках частью магнитного чувства у млекопитающих или выполняет в сетчатке другие задачи.