Генетический секрет ночного зрения

Одна из самых удивительных особенностей глаза позвоночных — это сетчатка. Удивительно, но светочувствительные части фоторецепторных клеток находятся на задней стороне сетчатки, а это значит, что свет должен пройти через живую нервную ткань, прежде чем будет обнаружен. Исследователи из Института молекулярной клеточной биологии и генетики Макса Планка в Дрездене показали, что оптическое качество сетчатки мыши увеличивается в первый месяц после рождения, что обеспечивает улучшенную чувствительность зрения в условиях слабого освещения. Это улучшение вызвано компактной организацией генетического материала в ядре клетки палочковых фоторецепторов, отвечающих за зрение в сумерках.

Сетчатка толщиной от 130 до 500 микрометров состоит из пяти слоев плотной нервной ткани. Поскольку свет должен пройти через эту ткань, чтобы достичь фоторецепторов, исследователи предполагали, что определенная компактная организация ДНК в ядре палочек может улучшать ночное зрение у ночных животных, но оставалось неясным, как именно.

Перестройка ДНК улучшает прозрачность

Ученые сосредоточились на важности компактизации ДНК в палочковых фоторецепторах и на том, достаточно ли сильны изменения оптических свойств сетчатки, чтобы улучшить зрение мышей в условиях слабого освещения.

Каушикарам Субраманиан, первый автор исследования, объясняет: «Мы обнаружили, что оптическое качество сетчатки мышей увеличивается в первый месяц после рождения. Это 2-кратное улучшение прозрачности сетчатки вызвано компактной перестройкой генетического материала в ядре палочек. Поведенческие тесты при интенсивности света, соответствующей лунному, также показали, что мыши с такой адаптацией ДНК могли видеть лучше в условиях слабого освещения по сравнению с мышами, у которых такой организации не было». Мыши стали в десять раз лучше обнаруживать движение и лучше различать контрасты в тусклом свете.

Мориц Крейзинг, руководивший исследованием, резюмирует: «Наша работа показывает, что четкость изображения зависит не только от хрусталика, но и от оптического качества самой сетчатки. Это означает, что генетикой можно влиять на оптические свойства клеток и тканей. Было бы интересно посмотреть, можно ли использовать генетику для повышения прозрачности живых тканей, что принесло бы огромную пользу биологической микроскопии».