Достаточно сложно представить мир чужими глазами, особенно различных животных. Но очередное исследование с использованием выращенной в лаборатории сетчатки человека показало, что даже у разных людей наше зрение сильно отличается. Это исследование было обнародовано в издании PLOS Biology.
И это может быть из-за того, как в нашей сетчатке формируются красные и зеленые колбочки. Колбочки являются светочувствительными клетками в глазах позвоночных. Их комбинированная реакция на волны различной длины обеспечивает цветовое зрение.
Человек и некоторые близкородственные приматы - одни из единственных известных млекопитающих, способных видеть красный, зеленый и синий цвета.
Другие животные также видят красный цвет, как многие птицы и некоторые из насекомых. Вид зрения животного тесно связан с его эволюцией наряду с растениями, дающих плоды и цветы. Такая способность оказалась очень полезной. К примеру, для обнаружения спелого красного яблока в густо зеленом покрове.
Еще одно млекопитающее, которое может видеть красный цвет, - это медовый опоссум. Этот австралийский сумчатый опылитель, обладающий птичьей способностью собирать нектар из краснеющей банксии.
Наши красные и зеленые колбочки по сути одинаковы, но у них немного разный химический состав, который определят, какой цвет они распознают. Белок под названием опсин бывает двух разных "ароматов": чувствительный к красному и чувствительный к зеленому. И их генетические "рецепты" находятся рядом на Х-хромосоме.
Поэтому им довольно легко запутаться в рекомбинации, что может привести к вариациям врожденной красно-зеленой цветовой слепоты.
Сейчас новое исследование проливает свет на то, каковы на самом деле основные компоненты, определяющие зрение. Разница между генами, кодирующими эти белки, составляет всего 4%.
Считается, что обнаружение конусов происходит в основном случайно. Хотя более поздние исследования показывают, что уровень гормонов щитовидной железы играет определенную роль.
Но команда из Вашингтонского университета и Университета Джона Хопкинса обнаружила, что уровни молекулы, который полученны из витамина А, называемой ретиноевой кислотой влияют или нарушают соотношение красно-зеленых колбочек, в случае их сетчатки, которая выращена в лаборатории.
"Эти органоиды сетчатки позволяют нам впервые исследовать такую очень специфичную для человека черту", - отметил биолог развития Роберт Джонстон из Университета Джонса Хопкинса.
В лаборатории сетчатка, которая подверглась воздействию огромного количества ретиноевой кислоты, на ранних стадиях развития, приводит к более высокому соотношениюзеленых колбочек в органоиде по истечении 200 дней, в то время как незрелые колбочки, которые подверглись воздействию низких уровней кислоты, после развились в красные колбочки.
Если ретиноевую кислоту добавляли через 130 дней, эффект был таким же, как если бы ее вообще не вводили. Это свидетельствует о том, что кислота определяет тип колбочек на ранней стадии и не может заставить красные колбочки "переключиться" на уже зрелые зеленые колбочки.
Все сетчатки, выращенные в лаборатории, имели одинаковую плотность колбочек, что позволило команде исключить гибель колбочек по соотношению красного и зеленого.
Сара Хадьняк, билон развития, соавтор исследования в Университете Джонса Хопкинса, рассказала, что их результаты имеют значение для понимания того, как именно ретиноевая кислота влияет на гены.
Чтобы понять, как это может оказывать влияние на зрение человека, было изучена сетчатку 738 взрослых мужчин без признаков нарушения цветового зрения.
Исследователи были удивлены естественным изменением соотношения красных и зеленых колбочек в этой группе.
"Наблюдение того, как у людей поменялись пропорции зеленых и красных колбочек, является одним из самых удивительных результатов нового исследования", - добавил Хадыняк.
Неясно, как такое большое изменение может произойти, не затрагивая изменений в зрении.
"Если бы эти типы клеток определяли длину руки человека, разные соотношения давали бы поразительно разную длину рук", - резюмировал Джонстон.
