Nova studija otkriva da vretenca mogu detektovati crvenu svetlost do ~720 nm, znatno izvan vidnog opsega ljudi (oko 560 nm). Identifikovan je identičan molekularni mehanizam na položaju 292 u opsinu, što ukazuje na paralelnu evoluciju. Otkriće ima potencijalne primene u optogenetici, gde dublje crvene i bliskoinfracrvene talasne dužine mogu omogućiti neinvazivno delovanje na ćelije duboko u tkivima.
Vretenca Vide Crvenu Svetlost Do 720 nm — Neočekivana „Supermoć” I Potencijal Za Optogenetiku
Wandering glider dragonfly - yellow in Florida© Karyn Honor/Shutterstock.com
Na prvi pogled, ljudi i vretenca deluju potpuno različito, ali nova studija otkriva neočekivanu sličnost u načinu na koji obe vrste detektuju crvenu svetlost. Istraživanje pokazuje da su, uprkos dalekom srodstvu, molekularni mehanizmi za osetljivost na dugotalasnu crvenu svetlost evoluirali na sličan način.
Dragonflies and humans detect light similarly.©Haiduchyk Aliaksei/Shutterstock.com
Kako vretenca vide crvenu svetlost?
Boje i intenzitet svetlosti tumače se u mozgu preko proteina u mrežnjači nazvanih opsini. Ljudi imaju tri glavna opsina najosetljivija na zelenu, plavu i crvenu boju, pri čemu je maksimum osetljivosti za crvenu oko 560 nm. Prema studiji objavljenoj u časopisu Cellular and Molecular Life Sciences, vretenca mogu da detektuju crvenu svetlost čak do oko 720 nm — talasne dužine koju ljudsko oko ne registruje.
Dragonflies and humans see red light similarly thanks to parallel evolution.©Haiduchyk Aliaksei/Shutterstock.com
Akihisa Terakita (OMU Graduate School of Science) procenjuje da je ovo „jedan od najcrveno-senzitivnijih vizuelnih pigmenata ikada otkrivenih” i da vretenca verovatno vide dublje u crveni spektar nego većina insekata.
Molekularna pozadina: položaj 292 i paralelna evolucija
Iako ljudi i vretenca nisu bliski srodnici, dele dalekog zajedničkog pretka, a istraživači su utvrdili da specifično mesto u opsin proteinu — položaj 292 — reaguje na svetlost na vrlo sličan način kod obe linije. To sugeriše da je identičan molekularni trik za pomeranje osetljivosti prema crvenom spektru nastao nezavisno u daleko srodnim vrstama, fenomen poznat kao paralelna evolucija.
Male dragonflies use red light to distinguish between sexes.©iStock.com/H_Yasui
Ryo Sato, prvi autor studije, naglašava da je iznenađujuće što je „mehanizam kojim vretencev crveni opsin detektuje crvenu svetlost identičan onome kod sisara, uključujući ljude”, što ukazuje na nezavisno ponavljanje istog evolutivnog rešenja.
Značaj za ponašanje vretenca
Vid u dubljem crvenom opsegu pomaže vretencima u brzoj vizuelnoj obradi prilikom lova i leta. Istraživači takođe pretpostavljaju da muški primerci koriste dublju crvenu osetljivost da brže razlikuju ženke tokom leta, što smanjuje trošak traženja partnera i povećava reproduktivnu efikasnost.
Dragonfly vision may help to advance the field of optogenetics.©Aneesh15 / CC BY-SA 4.0 –Original/License
Mogućnosti u optogenetici
Optogenetika kombinuje optiku i genetiku kako bi omogućila kontrolu ćelija (npr. neurona) svetlom. Danas se često koriste plavi svetlosni izvori, ali plavo svetlo lošije prodire kroz tkivo. Autori studije pokazuju da opsini osetljivi na dublje crvene i bliskoinfracrvene talasne dužine mogu dopreti dublje u organe i tkiva, što otvara put za neinvazivnije optogenetičke metode.
Profesor Koyanagi objašnjava da su u studiji uspeli da pomere osetljivost modifikovanog near-infrared opsina iz vretenca porodice Gomphidae još dalje ka dužim talasnim dužinama i potvrdili da taj modifikovani opsin može da inducira ćelijske odgovore pod dejstvom bliskoinfracrvenog svetla — što pokazuje njegov potencijal kao optogenetičkog alata.
Još nije poznato koliko brzo će ova saznanja uticati na kliničku praksu, ali poboljšano razumevanje izuzetnog vida vretenca sugeriše da bi primene u istraživanju mozga i eventualno terapiji mogle stići brže nego što se očekuje.
Izvor: Studija u Cellular and Molecular Life Sciences (navodi autori i instituti u originalnoj publikaciji).
Pomozite nam da budemo bolji.
