«Никто не знал то, что на самом деле сделал neuropsin», говорит король-Wai Яу, доктор философии, преподаватель нейробиологии в Медицинской школе Джонса Хопкинса. «Мы только знали, что это существовало в геноме млекопитающих и может помочь установить выбор времени воспроизводства для некоторых птиц. Теперь мы думаем, что знаем то, что это делает у млекопитающих».
Новое исследование, описанное в сообщении онлайн 21 сентября о журнале Proceedings Национальной академии наук, возвещает более сложное представление о сетчатке, по словам Чжэн Цзяна, доктора философии, постдокторанта и одного из авторов статьи.Neuropsin – один из семь, связал «opsin» белки у млекопитающих. Четыре позволяют пруту и клеткам конуса сетчатки поглотить свет различных длин волны и передать ту информацию к мозгу так, чтобы глаз видел изображения. Другой opsin, melanopsin, также поглощает свет, но использует его, чтобы вести процессы как сжатие ученика и циркадные ритмы.
Это найдено в нервных клетках, которые соединяют сетчатку с основными часами тела, suprachiasmatic ядрами мозга. Самостоятельно, эти основные часы имеют тенденцию работать медленнее, чем 24 часа в людях, и быстрее, чем 24 часа у мышей, таким образом, они должны постоянно перезагружаться к легкой/темной окружающей среде сигналами от сетчатки.Яу объясняет, что почти у каждой ткани в теле также есть местные молекулярные «часы» для регулирования образцов деятельности, но большинство из них не может быть перезагружено к свету самостоятельно. Вместо этого все кроме одних из этих молекулярных часов синхронизированы основными часами в мозгу – исключение, являющееся сетчаткой, которая поддерживает ее собственные ритмы, посылая основным часам сигналы, это должно установить светло-темный темп деятельности для остальной части тела.
В предыдущей работе, сотруднике Яу, Расселе ван Гелдере, Докторе медицины, доктор философии, преподаватель офтальмологии в Вашингтонском университете, изучил циркадные ритмы генетически щипнувших мышей, которые пропускали прут и клетки конуса и melanopsin. Как ожидалось циркадные ритмы этих мышей продолжали ездить на велосипеде, но больше не могли приспосабливаться к изменениям в воздействии света.
Удивительно, тем не менее, образцы деятельности сетчаток были все еще отзывчивы к легким изменениям, предположив, что был другой пигмент в игре.«Сетчатка – единственная ткань, которая, как известно, проигнорировала основные часы, но это действительно держит себя по графику, таким образом, мы хотели знать, как», говорит Венди Юэ, аспирант в лаборатории Яу, который работал над проектом.Подозревая один из двух opsin белков с неизвестными функциями, команды создали еще два типа мышей, каждый пропускающий один из opsin генов. Сетчатки мышей без opsin 3 продолжали быть светочувствительными, но их образцы деятельности были менее прочными.
Однако даже с неповрежденными прутами, конусами и melanopsin, сетчатки мышей без neuropsin потеряли свою способность приспособиться к новым образцам света и темноты.Повторяя их эксперименты с различными длинами волны света, команда нашла, что neuropsin отвечает на ультрафиолетовый-A и фиолетовый свет. «Это означает, что сетчатка использует отдельные световые сигналы установить ее собственные часы и что из основных часов тела, последний которых установлен на основе синего / зеленого света, поглощенного melanopsin, а также синего через красный свет, поглощенный прутами и конусами», говорит Яу.Затем команда использовала специализированный «ген локатора», названный репортерным геном, чтобы выяснить, где neuropsin делает свою работу. Они нашли, что, как melanopsin, это расположено в нервных клетках, которые соединяют сетчатку с мозгом, хотя то, куда эти конкретные клетки идут в мозгу, остается сомнительным.
Загадочно, исследователи говорят, они также нашли его в роговой оболочке, которая, как думали, не содержала пигментов, так как ее работа состоит в том, чтобы позволить свету до остальной части глаза.«Есть большая работа, оставленная сделать», говорит Сяочжи Жэнь, доктор философии, постдокторант в лаборатории Яу. «Например, мы не знаем какой сигналы – химический или электрический – neuropsin использование устанавливать часы сетчатки». Яу говорит, что они также хотят исследовать то, что играет роль opsin 3.