Учени от института Paul Scherrer откриват съществен компонент на окото, протеин в клетките на ретината, който ни помага да виждаме при слаба светлина. Протеинът действа като йонен канал в клетъчната мембрана, следователно е отговорен за предаването на оптичния сигнал от окото към мозъка.
Jacopo Marino, биолог от Лабораторията за биомолекулярни изследвания на PSI, казва: „Тези фотоклетки са толкова чувствителни към светлина, че могат да открият дори един фотон, достигащ до нас от много отдалечена част на Вселената – наистина невероятно. Способността на нашия мозък да преведе тези светлинни лъчи във визуално впечатление се дължи отчасти на йонните канали, управлявани от циклични нуклеотиди (CNG).
Йонните канали в клетъчната мембрана на пръчиците, контролират дали специфични частици се допускат до вътрешността на рецепторната клетка. Този йонен канал има тенденция да остава отворен в тъмнината. Когато светлината удари окото, тя задейства каскада от процеси в клетките на пръчиците. Този процес кара йонния канал да се затвори сам. В крайна сметка това предотвратява навлизането на положително заредени частици в клетката, като например калциеви йони.
Jacopo Marino казва: „Този електрохимичен сигнал продължава през нервните клетки в зрителната кора на мозъка, където се създава визуално впечатление – като проблясък на светлина. Идеята за решаване на структурата на този канал датира от преди близо 20 години, когато Gebhard Schertler и Benjamin Kaupp си сътрудничат по тази тема. Първоначално учените извличат протеина от очите на крави, доставяни от кланица, но това е сложен и труден процес. Отнема почти две години, за да се получи достатъчно протеин, тъй като той е податлив и бързо се разлага. Освен това се намира само в малки количества в изходния материал. По-късно, използвайки крио-електронна микроскопия, учените разкриват триизмерната структура на йонния канал.
Diane Barret казва: „За разлика от предишни проучвания за структурата на йонния канал, сега ние изследвахме естествения протеин, какъвто съществува в окото. Следователно ние сме много по-близо до реалните условия, които съществуват в живите същества.“
Разбирането на естествената структура на протеина може да помогне за развитието на лечения за генетични заболявания без известно лечение, като пигментен ретинит.
Jacopo Marino казва: „Ако можем да намерим молекули, които влияят на протеина по такъв начин, че каналът да се затвори напълно, бихме могли да предотвратим смъртта на клетките – и по този начин да спрем ослепяването на хората.
Учените са изследвали и точната структура на протеина. Състои се от три субединици A и една субединица B. Правилно функциониращ йонен канал е възможен само в тази комбинация. Учените откриват, че субединицата B играе жизненоважна роля: странична част на протеина – една аминокиселина – стърчи от останалата част от протеина, като бариера през портала. Това стеснява прохода в канала до точка, през която не могат да преминат йони.
Доцент доктор. Diane Barret казва: „Никой не очакваше това – дойде като пълна изненада. Други тесни места вече съществуват в подединица A – като главни шлюзове – за които преди се смяташе, че са единствените. Интересно е да се отбележи, че допълнителната бариера се намира в протеина от окото на кравата и изглежда се прилага за всички видове животни, както показват учените. Независимо дали са крокодили, орли или хора – всички живи същества с йонен канал в окото имат една и съща изпъкнала аминокиселина на тази позиция в протеина. Тъй като е бил запазен толкова последователно по време на еволюцията, той трябва да бъде от съществено значение за функционирането на канала.“
Източник: www.techexplorist.com
