Тиреоидный гормон может изменять цветовое зрение у рыбок данио, возможно, и у людей

Воздействие тиреоидного гормона может изменять функцию глаз у рыбок данио. Этот результат имеет значение для лечения дальтонизма и дегенерации сетчатки у людей.

Исследование Университета Айдахо показало, что дозировка тиреоидного гормона у рыбок данио может переключать тип опсина — белков, обеспечивающих цветовое зрение, — производимого в отдельных клетках глаз, называемых колбочками. Это, вероятно, влияет на цветовое зрение животных. У рыбок данио и людей схожая генетика в отношении цветового зрения.

Результаты исследователей были опубликованы сегодня в Proceedings of the National Academy of Sciences и могут привести к новым методам лечения зрительных расстройств.

Колбочки различают цвет у позвоночных. Отдельные колбочки чувствительны к разным цветам света в зависимости от типа опсинового белка, который они производят. Колбочка, производящая красный опсин, в основном реагирует на красный свет. У людей и других приматов гены, определяющие, будет ли колбочка производить красный или зелёный опсин, расположены рядом на X-хромосоме.

Считалось, что то, станет ли колбочка красной или зелёной, — случайный процесс из-за такой конфигурации. Однако недавние исследования предполагают обратное, сказал Роберт Маккин, аспирант Колледжа наук Университета Айдахо и ведущий автор исследования.

«Красный и зелёный — самые важные цвета, которые мы видим, — сказал Маккин. — Они обеспечивают наше высокоточное зрение, которое мы используем для вождения и чтения. Красные и зелёные колбочки, позволяющие нам видеть эти цвета, могут погибать из-за таких заболеваний, как макулярная дегенерация, которая поражает многих пожилых людей».

Команда проверила, может ли тиреоидный гормон, играющий ключевую роль в развитии сетчатки, контролировать, какой из двух генов опсина включается у рыбок данио. Подобно генетическому расположению у людей, у данио есть соседние гены опсина, которые производят красный и оранжевый опсин вместо красного и зелёного.

В исследовании эмбрионы и личинки рыбок данио подвергались воздействию повышенных уровней активной формы тиреоидного гормона (T3). У этих рыбок количество колбочек, экспрессирующих ген красного опсина, увеличивалось в зависимости от дозы T3. И наоборот, если удаляли щитовидную железу, количество колбочек, экспрессирующих оранжевый опсин, увеличивалось по сравнению с нормальными рыбками данио. Полученные данные указывают, что тиреоидный гормон может контролировать, включаются ли гены красного или оранжевого опсина у рыбок данио, — процесс, который не является случайным, сказал Маккин.

Хотя отдельные колбочки обычно производят только один тип опсина, команда обнаружила, что у личинок, подвергшихся воздействию T3, отдельные колбочки переключались с активации гена оранжевого опсина на ген красного опсина. Это открытие предполагает, что колбочки могут менять тип производимых опсинов. Авторы предполагают, что рыбки данио могут использовать тиреоидный гормон для тонкой настройки зрения по мере роста и изменения их плавательного и пищевого поведения.

«Наша основная цель — понять фундаментальную науку и то, как контролируется экспрессия опсина, — сказал Маккин. — Мы надеемся, что мы и другие исследователи сможем проверить этот процесс у людей, а затем разработать новые методы лечения или терапии для предотвращения зрительных расстройств или лечения дальтонизма и заболеваний, вызывающих потерю зрения».