МОСКВА, 25 июня. /ТАСС/. Международный коллектив физиков и биологов впервые полностью расшифровал трехмерную структуру белков-опсинов, которые используются колбочками в глазах человека и других приматов для распознавания синего и зеленого цвета. Эти сведения помогут ученым раскрыть механизмы развития дальтонизма и дегенерации сетчатки, сообщила пресс-служба швейцарского Института Пола Шеррера (PSI).
«Полученные нами данные позволяют нам изучать на молекулярном и структурном уровне то, как функционируют светочувствительные белки колбочек. Раскрытие механизмов их работы позволит нам понять, что именно происходит при развитии возрастной дегенерации сетчатки и других болезней, а также выяснить, можно ли с ними бороться при помощи различных точечных терапий», — заявила старший научный сотрудник PSI Полина Исайкина, чьи слова приводит пресс-служба института.
Как отмечают ученые, человеческие глаза и органы зрения многих других многоклеточных живых существ заполнены двумя типами светочувствительных клеток, палочками и колбочками. Первые дают людям и животным способность видеть силуэты предметов при тусклом свете звезд или Луны, а вторые отвечают за распознавание цветов в условиях высокой освещенности.
Физиков и биологов давно интересует то, как именно работают опсины, светочувствительные белки колбочек, и чем отличаются механизмы их активации от того, как функционируют родопсины, хорошо изученные белки палочек. До настоящего времени у исследователей не было ответов на этот вопрос, так как опсины и родопсин совпадают лишь на 40% по набору кодирующих их аминокислот, и при этом молекулы опсинов чрезвычайно нестабильны.
«Для раскрытия трехмерной структуры этих белков в неактивной форме и изучения механизмов их сверхбыстрой активации мы решили массу технических проблем. Нам пришлось объединить несколько передовых подходов, в том числе криоэлектронную микроскопию, сверхбыструю лазерную спектроскопию и различные методы биохимии, клеточного анализа и компьютерных расчетов. Они помогли нам подобрать оптимальную структуру этих молекул для их последующего изучения», — добавила Исайкина.
Эти расчеты и опыты позволили ученым впервые «увидеть» трехмерную структуру двух опсинов, синего OPN1SW и зеленого OPN1MW, и раскрыть существенные различия в характере их взаимодействий с ретиналем — молекулой, которая поглощает частицы света. Эти данные и трехмерные модели помогут ученым понять, как мутации в структуре и того, и другого белка лишают некоторых дальтоников способности видеть синий или зеленый цвет, а также ведут к развитию дегенерации сетчатки, подытожили исследователи.
Об устройстве органов зрения.
Человеческие глаза и органы зрения многих других многоклеточных живых существ заполнены двумя типами светочувствительных клеток, колбочками и палочками. Первые отвечают за распознавание цветов в условиях высокой освещенности, а палочки дают людям и животным способность видеть силуэты предметов при тусклом свете звезд или Луны. Ученых давно интересует то, как нервная система объединяет данных со всех типов рецепторов в единое изображение.
