Унікальна ознака хребетних тварин – це сітківка на внутрішньому боці ока. Несподівано, але чутлива частина фоторецепторів розташована позаду сітківки. Тож спочатку світло має пройти через нервову тканину, і вже потім його сприймає око. Особлива ДНК-організація могла б покращувати здатність бачити в активних уночі ссавців. Науковці з Інституту молекулярної клітинної біології та генетики імені Макса Планка в Дрездені нещодавно продемонстрували, що у мишей оптична якість сітківки зростає впродовж першого місяця життя. Це призводить до покращеної візуальної чутливості за складних умов освітлення. Таке покращення стає можливим завдяки компактній організації генетичного матеріалу в клітинних ядрах фоторецепторів (паличок).
Зображення: Ernie Janes / Alamy Stock Photo.
Сітківка – може, найдивовижніша частина ока хребетних тварин. Цей чутливий до світла шар тканини встеляє задню частину очного яблука та слугує поверхнею для проєкцій картинок, які робить лінза. Сітківка завтовшки від 130 до 500 мікрометрів, що відповідає товщині кількох листків паперу, і складається з п’яти шарів нервової тканини. З огляду на те, що чутлива частина фоторецепторів розташована позаду сітківки, світло мусить проникати через цю товсту нервову тканину, перш ніж досягне фоторецепторів.
Вже тривалий час науковці підозрюють, що певна компактна структура ДНК у клітинному ядрі фоторецепторів-паличок покращує здатність активних вночі тварин бачити в темряві, але досі залишалося неясно, чи і як нічне бачення користає з цієї організації генетичного матеріалу.
Науковці на чолі з керівником групи Морісом Крейсінґом (Moritz Kreysing) з Інституту малекулярної клітинної біології та генетики імені Макса Планка спільно з колегами з Технічного університету Дрездена та Біоцентру при Мюнхенському університеті Людвіга-Максиміліана хотіли з’ясувати, чи шар гангліозних клітин має оптичні особливості та як це впливає на прозорість сітківки. У цьому випадку прозорість означає, що кожна клітина-паличка розсіює менше світла і через це залишається більш прозорою.
Особливо науковці зосередилися на функціях ДНК-ущільнення в клітинах фоторецепторів-паличок і на тому, чи зміна оптичних здатностей сітківки буде достатньою, щоб покращити здатність мишей бачити за поганого освітлення.
Каушикарам Субраманіан (Kaushikaram Subramanian), провідний автор розвідки, пояснив: «У дослідженні на мишах ми з’ясували, що оптична якість сітківки зростає впродовж першого місяця після народження. Тут відбувається подвійне покращення прозорості сітківки, що зумовлене компактною організацією генетичного матеріалу у клітинному ядрі. З допомогою поведінкових тестів за місячного освітлення ми також продемонстрували, що миші з цією генетичною адаптацією можуть бачити при поганому світлі краще, ніж миші, у яких цієї структури немає». Так, миші могли у 10 разів краще розпізнавати рухи і сприймати контрасти за слабкого світла.
Дослідження не лише пояснило функції цієї незвичної ДНК-організації у сітківці. Загалом воно демонструє, що чіткість картинки залежить не лише від лінзи, яка проєктує зображення, а й від чутливості оптичної якості сітківки.
Моріс Крейсінґ, член Центру системної біології у Дрездені, резюмує: «Наше дослідження засвідчує, що методи генетики можуть придатися для того, щоб змінювати оптичні ознаки клітин і тканин. Було б цікаво побачити, чи генетику можна застосувати для покращення прозорості клітин і тканин, що б дуже знадобилося у біологічній мікроскопії живих тканин».
Das genetische Geheimnis des Nachtsehens
mpg.de, 25/02/2020
Зреферувала С. К.
08.03.2020