Почему мы различаем красный и зеленый? 3D-снимки дали ответ

Цветное зрение человека зависит от трех типов колбочек в сетчатке, каждая из которых настроена на красный, зеленый или синий свет. Все колбочки содержат один и тот же светочувствительный пигмент, но различия в окружающих белках определяют, какой диапазон волн они поглощают. Долгое время механизм оставался загадкой из-за нестабильности пигментов. Данную информацию сообщает портал Phys.org.

Недавно ученые из Японии, США и Италии впервые получили трехмерные структуры красного и зеленого пигментов колбочек макака-крабоеда — животного, чье цветовое зрение почти идентично человеческому. Исследователи обнаружили, что разницу в поглощении света на 30 нанометров обеспечивают всего три аминокислотных замены: A180S, F277Y и A285T. Эти замены не меняют форму светочувствительной молекулы, но изменяют электростатическое окружение, заставляя пигмент реагировать на разные длины волн. Наибольший эффект дает треонин с гидроксильной группой, расположенный рядом с ретиналем.

Помимо этого, ученые нашли у колбочек ранее неизвестное отверстие в мембране, отсутствующее у палочек. Оно позволяет быстрее обновлять светочувствительный пигмент, что объясняет, почему цветовое зрение работает непрерывно при ярком свете. «Небольшие изменения последовательности настраивают цвет, перестраивая электростатическое окружение, а особые мембранные пути обеспечивают эффективный обмен ретиналя», — пояснил ведущий автор исследования Кота Катаяма из Технологического института Нагои.

Результаты опубликованы в журнале Science. Они не только проясняют эволюцию цветного зрения, но и могут помочь в создании новых лекарств, нацеленных на зрительные рецепторы и другие G-белок-связанные рецепторы. Для обычных читателей это еще один шаг к пониманию того, как работают наши глаза.