Новое понимание светочувствительности у позвоночных
Исследование учёных из Университета Западной Австралии, Оксфордского университета и Университетского колледжа Лондона поможет лучше понять, как работает светочувствительность у позвоночных.
Исследователи протестировали рыб-зебр и обнаружили у них более 40 опсинов (белков, детектирующих свет). Это значительно больше, чем считалось ранее, и является рекордом среди позвоночных.
Опсины были найдены не только в глазах и мозге, но и в органах, которые, как полагали, не подвержены прямому воздействию света: сердце, плавниках, жабрах, гонадах, печени и кишечнике.
Ведущий автор, доцент Уэйн Дэвис из UWA, работавший с профессором Марком Хэнкинсом из Оксфорда, сообщил, что команда также обнаружила четыре новых семейства опсинов (opn6-9) у рыб-зебр, амфибий, рептилий, птиц и некоторых млекопитающих, таких как утконос.
"Некоторые из обнаруженных фотопигментов оказались чувствительными к УФ-излучению и потенциально могут участвовать в таких функциях, как репарация ДНК клеток", — сказал он.
Профессор Дэвис отметил, что открытия, сделанные на рыбах-зебрах, применимы и к другим позвоночным, использующим схожие системы, что поможет лучше понять светочувствительность и её влияние на организм.
"Светочувствительность, обеспечивающая зрение у позвоночных, хорошо изучена, но влияние светодетекции на другие функции организма оставалось загадкой", — пояснил он.
Специализированные рецепторы в глазах позвоночных обеспечивают цветовое зрение и формирование изображений. Однако невизуальные системы используют свет для других целей, например, для синхронизации биологических ритмов сна и сезонного размножения.
У млекопитающих один тип рецепторов в глазах передаёт информацию о свете в центральные "главные" часы мозга, которые регулируют функции организма. Но у костистых рыб клеточные часы контролируются светом напрямую, минуя центральный контроль в мозге.
"У людей нарушение работы фотосенсорных систем, например, при сменной работе или дальних перелётах, может приводить к нарушениям сна и джетлагу, а также к более серьёзным проблемам с физическим и психическим здоровьем, и даже к смерти", — сказал профессор Дэвис.
Эти открытия позволят учёным начать изучение того, как свет контролирует нормальную физиологию, и помогут в будущих исследованиях болезней человека и других животных.