Меланопсин помогает видеть яркость света

Меланопсин, известный как световой сенсор, который устанавливает биологические часы организма, также играет важную роль в зрении. Через свои клетки-посредники — меланопсин-экспрессирующие ганглиозные клетки сетчатки (mRGCs) — он передает информацию о яркости падающего света напрямую в классические зрительные центры мозга. Об этом сообщает международная группа ученых в новом выпуске журнала PLoS Biology.

Новая роль в формировании изображения

• Результаты показывают новую роль mRGCs в процессе формирования изображения.
• Эти клетки могут вносить значительный вклад в оценку интенсивности света и поддерживать зрение даже у людей с прогрессирующей дегенерацией сетчатки.

Надежда для людей с потерей зрения

«Миллионы людей во всем мире страдают от различной степени слепоты из-за дегенерации или дисфункции палочек и колбочек, но многие из них все еще могут воспринимать различия в яркости», — говорит старший автор Сатчидананда (Сатчин) Панда. «mRGCs, как правило, выживают даже при полной потере палочек и колбочек и могут объяснять световые реакции в этих условиях».

Открытие третьего фоторецептора

Более 100 лет считалось, что способность преобразовывать свет в электрические сигналы в сетчатке млекопитающих ограничена только двумя типами фоторецепторов: палочками и колбочками. Это мнение кардинально изменилось, когда Панда обнаружил существование третьего типа фоторецепторов млекопитающих, присутствующего лишь в нескольких тысячах клеток в глубоких слоях сетчатки.

Особенности меланопсина

• Фотопигмент меланопсин, измеряющий интенсивность света, фундаментально отличается от классических опсинов палочек и колбочек.
• Он гораздо менее чувствителен к свету и имеет гораздо меньшее пространственное разрешение.
• Его первичная функция — сигнализировать мозгу об изменениях уровня окружающего освещения в течение дня, синхронизируя циркадные ритмы.
• mRGCs также контролируют размер зрачка.

Связь с зрительными центрами

Чтобы выяснить, участвуют ли mRGCs в обычном формировании изображения, исследователи проследили аксоны отдельных клеток от сетчатки через циркадные часы и дальше. Они обнаружили, что аксоны доходят до латерального коленчатого ядра (LGN) — первичного центра обработки зрительной информации.

«Мы обнаружили широко распространенные световые реакции в LGN и зрительной коре даже у мышей, лишенных функциональных палочек и колбочек, которых часто используют как модель прогрессирующей дегенерации сетчатки», — говорит Панда.

Перспективы для терапии

«Плотность mRGCs в сетчатке слишком мала для какого-либо значимого разрешения, — отмечает ученый. — Но если бы мы могли экспрессировать меланопсин в большем количестве клеток, мы, возможно, смогли бы повысить разрешение до уровня, позволяющего слепым людям безопасно ориентироваться в окружающей среде». Это открывает перспективы для будущей генотерапии с целью восстановления зрения.