Ученые раскрыли секрет уникального зрения ротоногих раков
Ученые из Льежского университета и Берлинского университета имени Гумбольдта впервые детально изучили зрительные пигменты ротоногих раков (креветок-богомолов) и обнаружили, что некоторые из них воспринимают красный свет, который видят очень немногие животные. Результаты исследования опубликованы в журнале Science Advances. Об этом пишет издание Phys.org.
У этих ракообразных около 30 зрительных пигментов, тогда как у человека — всего три. Глаз ротоногих раков разделен на два полушария, между которыми находится центральная полоса, отвечающая за цветовое зрение. Именно в этой полосе экспрессируется необычайно большое количество опсинов — белков, улавливающих свет.
Международная команда исследователей измерила светочувствительность и механизмы передачи сигнала 17 опсинов, обнаруженных в центральной полосе. Выяснилось, что 12 из них — «стандартные» зеленые опсины, три — инфракрасные, включая два красно-синих бистабильных опсина, которые находятся на границе видимого и инфракрасного спектра. Оставшиеся два — сине-оранжевые бистабильные опсины.
Четыре пигмента обладают уникальным свойством: они бистабильны, то есть могут обратимо переключаться между двумя стабильными состояниями при поглощении света, без необходимости внешнего клеточного механизма для регенерации. Два из них активируются красным светом и деактивируются синим, а два других работают наоборот.
Эти результаты предполагают, что ротоногие раки используют разные комбинации пигментов в зависимости от уровня освещенности. В ярком свете, когда ультрафиолетовые, синие и зеленые пигменты насыщены, красные опсины продолжают функционировать. На рассвете и в сумерках животное может полагаться на свои дюжину зеленых опсинов и бистабильные синие опсины.
Помимо биологии, эти белки представляют интерес для оптогенетики — техники управления клеточной активностью с помощью света. Опсины ротоногих раков принадлежат к семейству G-белок-связанных рецепторов, которые участвуют в передаче сигналов внутри клеток и являются мишенью значительной части одобренных лекарств. Такие опсины, активируемые красным светом и деактивируемые синим, могли бы служить молекулярными переключателями для точной и обратимой модуляции этих сигнальных путей.
