Новые открытия о том, как глаз обрабатывает свет на клеточном и молекулярном уровнях
Исследователи из лаборатории Крейга Монтелла в Калифорнийском университете в Санта-Барбаре использовали плодовых мушек и мышей для новых открытий в сенсорной физиологии, важных для обработки света.
Открытие двух шаперонов для транспорта TRP-каналов
Их ключевое открытие, опубликованное в журнале Cell Reports, улучшает понимание сигнального каскада для фототрансдукции — процесса преобразования света в электрические сигналы в фоторецепторных клетках сетчатки.
Более 25 лет назад Монтелл открыл TRP-каналы, которые позволяют животным обнаруживать свет, химические вещества в пище, механическую силу и изменения температуры. Однако механизм их транспорта к клеточной поверхности был плохо изучен.
До сих пор был известен только один «белок-помощник» — XPORT. Постдокторант Цзицзин Чэнь, используя плодовую мушку (Drosophila melanogaster), обнаружила, что ген XPORT на самом деле кодирует два несвязанных шаперонных белка — XPORT-A и XPORT-B. Оба критически важны для перемещения TRP-каналов из места их синтеза внутри клетки к клеточной поверхности.
«Это открытие важно, потому что если белки TRP не попадут на поверхность клетки, они не смогут функционировать, и животные не будут правильно видеть», — сказал Монтелл.
Интересно, что оба шаперона, XPORT-A и XPORT-B, также необходимы для доставки к клеточной поверхности светового сенсора родопсина, который активирует фоторецепторные клетки.
Мутации в генах TRP связаны с нейродегенеративными расстройствами, болевыми синдромами, нейропатиями и деформациями костей. Понимание их функции — первый шаг к поиску лекарств, которые могли бы воздействовать на их активность.
Роль RDGB2 в активации ipRGC-клеток у млекопитающих
В другом исследовании, опубликованном в журнале Molecular Biology of the Cell, постдокторант Маркиз Уокер использовал мышей для изучения косвенного пути активации внутренне фотосенситивных ганглионарных клеток сетчатки (ipRGCs).
У млекопитающих TRP-каналы функционируют не в палочках или колбочках, а именно в ipRGCs. Эти клетки необходимы для установки циркадных ритмов светом и сужения зрачка в ответ на свет. Они активируются ярким светом, а также стимулируются через пути, инициированные в палочках и колбочках. Однако эти косвенные пути были плохо изучены.
Исследователи обнаружили, что белок RDGB2 (retinal degeneration B2) критически важен в амакриновых клетках — соединительных нейронах, расположенных во внутренней сетчатке между палочками/колбочками и ipRGCs.
«Это исследование выявляет первого молекулярного игрока, важного для передачи сигналов от палочек в ipRGCs», — отметил Монтелл. — «Эта косвенная коммуникация позволяет ipRGCs реагировать на тусклый свет, который активирует палочковые фоторецепторы».
Белок RDGB2 у мышей необходим для нормальной циркадной активности и сужения зрачка — но только при тусклом свете.
Понимание всех клеток, путей и молекул необходимо для разработки терапии проблем, связанных с циркадным ритмом, таких как джетлаг.