Клетки сетчатки, чувствительные к свету, имеют древнее происхождение

Группа исследователей из Медицинского центра Джонса Хопкинса сделала революционное открытие, касающееся особого типа светочувствительных клеток, обнаруженных в сетчатке. Согласно их выводам, эти клетки используют не один, а два различных пути для передачи электрических сигналов, связанных со зрением, в мозг. Это новое понимание сложной работы этих клеток имеет огромное значение и потенциально может пролить свет на их эволюционное происхождение, предполагая, что они могли существовать с древних времен.


Исследование, опубликованное в журнале PNAS, пролило свет на удивительное открытие: нерезидентные светочувствительные ганглиозные клетки (ipRGC) используют уникальную комбинацию микровиллозных (микроворсинчатых) и цилиарных (ресничных) сигнальных путей. Эта отличительная особенность отличает их от других фоторецепторов, обнаруженных в сетчатке, поскольку они обычно полагаются исключительно на один из этих путей.

Команда сделала это важное открытие, после того как подвергла ipRGC коротким, но интенсивным вспышкам света. В ходе своих экспериментов исследователи заметили, что сигнальный путь микроворсинок демонстрирует более быстрые электрические реакции, возникающие раньше, чем более медленные реакции цилиарного пути. Удивительно, но исследователи также установили, что все шесть различных подтипов клеток ipRGC используют оба пути одновременно, хотя и в разных соотношениях.


— Люцзин Чен, автор исследования.

Известно, что фоторецепторы у животных обладают способностью воспринимать свет посредством сигнального пути, название которого зависит от типа клетки, из которой они происходят. Например, фоторецепторы, происходящие из микроворсинок, подобные тем, что обнаружены в глазах мух, используют фермент фосфолипазу С для передачи обнаружения света. С другой стороны, фоторецепторы, происходящие из ресничек, которые присутствуют в наших собственных колбочках и палочках, используют сигнальный путь, известный как используют циклический ядерный путь, для передачи сигнала обнаружения света.

В дополнение к своим выводам о роли ipRGC в регуляции циркадного ритма, исследователи сделали интригующее открытие, касающееся механизма передачи сигналов, используемого этими клетками. Они обнаружили, что ipRGC используют каналы cAMP (циклического аденозина монофосфата ) в качестве сигнального мессенджера, аналогичный подход наблюдается у медуз, организма, который предшествует человеку на временной шкале эволюции. Это замечательное сходство предполагает, что ipRGC, возможно, произошли от общего предка, общего с медузами, что указывает на древнее происхождение этих специализированных ганглиозных клеток сетчатки.

Недавние открытия наконец дали ответы на давнюю загадку функционирования этих клеток, возникшую несколько десятилетий назад. Более того, этот прорыв в понимании потенциально может пролить свет на загадочную способность людей без зрения по-прежнему воспринимать свет. Исследование стало возможным благодаря финансовой поддержке Национальных институтов здравоохранения и престижной премии Бекмана-Аргиро в области исследований зрения.