Выращивая сетчатку человека в чашке Петри, работники Вашингтонского университета и Университета Джонса Хопкинса (США) обнаружили, что ответвление витамина А генерирует специализированные клетки. Они позволяют людям видеть миллионы цветов в отличие от собак, кошек и других млекопитающих. Результаты исследования опубликованы в журнале PLOS Biology.
Работа американских ученых демонстрирует, как гены «инструктируют» сетчатку человека создавать определенные клетки, чувствительные к цвету. Важнейшую роль в процессе играют колбочки — один из двух типов фоторецепторов, периферических отростков светочувствительных клеток сетчатки глаза, названный так за свою коническую форму. Это клетки, преобразующие световые раздражения в нервное возбуждение, обеспечивают цветовое зрение.
Исследовательская группа обнаружила, что молекула, называемая ретиноевой кислотой (метаболит витамина A), определяет, будет ли колбочка специализироваться на восприятии красного или зеленого света. Только люди с нормальным зрением и близкородственные приматы развивают красный сенсор. Ученые на протяжении десятилетий считали, что этот процесс случаен.
Это исследование однако показало, что его можно контролировать с помощью уровня гормонов щитовидной железы. Высокий уровень ретиноевой кислоты на ранних стадиях развития органоидов коррелирует с более высоким соотношением зеленых колбочек. Точно так же низкий уровень молекул на более позднем этапе развития приводит к образованию красных колбочек.
Зеленые и красные колбочки удивительно похожи, за исключением белка опсина, который улавливает свет и сообщает мозгу, какие цвета он воспринимает. Различные опсины определяют, станет ли колбочка зеленым или красным сенсором, хотя гены каждого сенсора остаются на 96% идентичными. Команда отслеживала изменения соотношения колбочек в течение 200 дней в сетчатке 700 взрослых.
Одним из самых удивительных результатов нового исследования стало то, как у людей изменились пропорции зеленых и красных колбочек. Ученые до сих пор не до конца понимают, как их соотношение может так сильно варьироваться, не влияя при этом на чье-то зрение. Теперь авторы работы хотят и дальше изучать этот феномен и взаимодействовать с коллегами из других лабораторий, чтобы выяснить, как колбочки и другие клетки связаны с нервной системой.
Ранее в честь Всемирного дня зрения мы собрали интересные факты о глазах.
Олеся Маевская
