У водорослей нашли «третий глаз»
Ученые из университетов Вюрцбурга и Билефельда нашли у водорослей новый фоторецептор – специальную структуру, позволяющую им воспринимать свет.
Водоросли, как и наземные растения, используют солнечные лучи в качестве источника энергии. Многие виды активно двигаются в воде, приближаясь к свету или уходя от него. Для этого зеленые водоросли используют специальные датчики, фоторецепторы. Ученые десятилетиями искали эти структуры, добившись первого успеха в 2002-м, сообщает sciencedaily.com. Георг Нагель, работавший тогда в Института биофизики Макса Планка во Франкфурте, вместе с коллегами обнаружил и описал два так называемых канальных родопсина. Эти ионные каналы поглощают свет и открываются для передачи заряженных частиц. Свое название они получили от зрительных пигментов животных и людей, родопсинов.
Теперь исследователи нашли у водной флоры «третий глаз». Группы профессоров Армина Халлманна (Университет Билефельда) и Нагеля (Университета Вюрцбурга) обнаружили новый фоторецептор с неожиданными свойствами. Результаты проекта представлены в BMC Biology.
Фермент гуанилатциклаза не активируется, а подавляется светом. Он отвечает за синтез важного посредника, cGMP. Под действием света активность выработки вещества резко падает, что ведет к снижению его концентрации. Именно это происходит в глазу человека, когда родопсины поглощают лучи. Новый датчик управляется светом и молекулой ATP. Такие двухкомпонентные системы присутствуют у бактерий, но ранее не встречались в более развитых клетках.
Ученые назвали структуру «двухкомпонентный циклазный опсин» или 2c-Сyclop. Они обнаружили фоторецептор в 2 зеленых водорослях, одноклеточной Chlamydomonas reinhardtii и многоклеточной Volvox carteri.
«Годами генетические данные предполагали наличии большего количества световых сенсоров у таких растений, — сказал Нагель. – Только у хламидомонады 12 белковых последовательностей отвечают за выработку опсинов, предшественников родопсинов».
До этого момента никто не мог продемонстрировать функции этих фоторецепторов.
«Только группы из Вюрцбурга и Билефельда добились успеха, — сказал доктор Шицян Гао из группы Нагеля. – Они ввели новые родопсины в ооциты лягушки Xenopus laevis и вольвокса. В обоих случаях удалось показать и охарактеризовать их функции».
Авторы уверены, что 2c-Cyclop предлагают новые возможности для оптогенетики. Методология позволяет влиять на живые ткани и организмы световыми сигналами. Оптогенетика уже помогла лучше понять механизмы болезни Паркинсона, аутизма, депрессии и других расстройств.
