Ученые обнаружили новый тип белка фоторецептора, который приблизительно в 50 раз более эффективен при завоевании света, чем родопсин, белок, который проживает в клеточных мембранах в сетчатке человеческого глаза.Caenorhabditis elegans.
Кредит изображения: Боб Голдстайн / Университет Северной Каролины в Чапел-Хилле.Новый белок рецептора, названный ОБЛЕГЧЕННЫМ 1, был обнаружен у нематоды червь Caenorhabditis elegans, общий образцовый организм в биологическом исследовании.
“Этот фоторецептор на самом деле происходит из семьи белков рецептора вкуса, сначала обнаруженных у насекомых”, сказал Шон Сюй, профессор в Отделе Молекулярной и Интегральной Физиологии в Медицинской школе Мичиганского университета и ведущем авторе статьи об открытии, изданном 17 ноября в журнале Cell.“Они, однако, не являются теми же самыми рецепторами вкуса как у млекопитающих”.
Профессор Сюй и соавторы ранее продемонстрировали, что, хотя они испытывают недостаток в глазах, C., elegans переедет от вспышек света.Новое исследование идет шаг вперед, показывая, что ОБЛЕГЧЕННЫЙ 1 непосредственно поглощает свет, вместо того, чтобы быть посредником что химикаты чувств, произведенные реакциями, включающими свет.“Несколько особенностей отличают ОБЛЕГЧЕННЫЙ 1 от известных фоторецепторов, включая исключительно высокую эффективность в фотопоглощении, способность ощутить и ультрафиолетовый-A и ультрафиолетовый-B свет, строгую зависимость от структуры белка для фотопоглощения, сильного сопротивления фотоотбеливанию и обратной мембранной топологии по сравнению с opsins”, объяснили авторы.
“ОБЛЕГЧЕННЫЙ 1 также медведи никакое соответствие последовательности с двумя известными фоторецепторами многоклеточного (т.е., opsins и cryptochromes) или любыми другими фоторецепторами у микробов и заводов”.“По-видимому, ОБЛЕГЧЕННЫЙ 1 представляет отличный тип фоторецептора по своей природе”, сказали они.
По данным команды, ОБЛЕГЧЕННЫЙ 1 поглощает Ультрафиолетовый свет и добивается поведения предотвращения в C. elegans в ответ на воздействие света. У ОБЛЕГЧЕННОГО 1 есть необычные особенности, которые предлагают, чтобы потенциальные будущие заявления в пределах от солнцезащитного крема исследовали инструменты. Кредит изображения: Цзянькэ Гун и др., doi: 10.1016/j.cell.2016.10.053.
У фоторецепторов животных, как правило, есть два компонента: основной белок и легко абсорбирующий хромофор (роль, которую играют относящимся к сетчатке глаза, или витамин A, в человеческом виде).Когда Вы разбиваете эти фоторецепторы, хромофор все еще сохраняет часть своей функциональности.
“Дело обстоит не так для ОБЛЕГЧЕННОГО 1. Разбивание его полностью останавливает свою способность поглотить свет, вместо того, чтобы просто уменьшить его — показывающий, что это действительно — различная модель”, сказал профессор Сюй.Команда также решила, что в ОБЛЕГЧЕННОМ 1, имея триптофан аминокислоты в двух местах было очень важно для его функции.
Когда несветочувствительный белок в той же самой семье, GUR-3, был изменен, чтобы добавить соответствующие остатки триптофана, это реагировало сильно на Ультрафиолетовый свет — с приблизительно третью чувствительность к UV-B как ОБЛЕГЧЕННЫЙ 1.“Это предполагает, что ученые могут быть в состоянии использовать подобные методы, чтобы генетически спроектировать другие новые фоторецепторы”, отметил профессор Сюй.Характеризуя текущее исследование как ‘точку входа’, авторы сказали, что открытие могло бы оказаться полезным во множестве путей.
“С дальнейшим исследованием, например, могло бы быть возможно развивать ОБЛЕГЧЕННЫЙ 1 в солнцезащитную добавку, которая поглощает вредные лучи, или к дальнейшему научному исследованию, способствуя светочувствительности в новых типах клеток”, сказали исследователи.