04:54
Москва
20 января ‘20, Понедельник

Рыбий глаз поможет разобраться в болезнях зрения человека

Опубликовано
Текст:
Понравилось?
Поделитесь с друзьями!

Изучая развитие сетчатки глаза рыбы, ученые нашли ген, меняющий колбочки на палочки.

Американские ученые нашли ген, который может превратить цветное зрение в черно-белое, и наоборот. То есть палочки в колбочки и обратно.

Палочки и колбочки -- это специальные клетки сетчатки, преобразующие свет сначала в химические реакции, а потом -- в электрический нервный импульс. Их физиологические свойства давно известны: палочки воспринимают мир черно-белым, а колбочки отвечают за цветовое зрение, но ученые до сих пор не знают всех генов, которые определяют развитие тех и других фоторецепторов. Это важно, потому что мутации в этих генах могут вызывать серьезные болезни зрения у человека.

Теперь удалось найти ген, мутация в котором превращает колбочки в палочки.

Разобраться с этим ученым из Университета Флориды (Florida State University) помогла рыбка, которая служит излюбленным модельным объектом биологов. Это аквариумная рыбка данио рерио, или зебровый данио (Danio rerio), в англоязычной литературе известная как zebrafish. Это очень удобный объект для наблюдения за развитием органов в живом организме, так как ее личинка из яйца развивается быстро, при этом она достаточно крупная и прозрачная.

Рыба сложнее человека

Для изучения развития сетчатки данио тоже подходит: как и у большинства рыб, у него цветовое зрение, и сетчатка состоит из мозаики фоторецепторов: палочек и колбочек, как и у человека. Отличие состоит в том, что у данио не три, а четыре типа колбочек, различных по длине поглощаемых световых волн: красные, зеленые, синие и ультрафиолетовые. Еще одно отличие -- в том, что каждый тип фоторецепторов рыбы занимает строго определенное место. «Эта мозаика похожа на шахматную доску», -- говорит доцент Джеймс Фэдол (James M. Fadool), руководитель исследования. У человека палочки и колбочки тоже образуют мозаику, но не столь четко организованную.

Карен Алварец-Делфин (Karen Alvarez-Delfin), сотрудник факультета биологических наук Университета Флориды (FSU’s Department of Biological Science) изучила развитие сетчатки у личинки данио. Строгое построение рыбьей сетчатки облегчило задачу: в этом случае проще увидеть изменения строения при нарушении работы гена, что и надо было сделать. Исследовательнице удалось найти ген, который определяет, какие именно фоторецепторы будут развиваться из клеток-предшественников в сетчатке. С этим геном tbx2b ученые уже были знакомы, но с другой стороны.

Меняем колбочки на палочки

Антисмысловые олигонуклеотидыСинтетические последовательности нуклеотидов, не несущие информации, которые связываются с комплементарными участками мРНК и подавляют синтез белка.
Чтобы выяснить роль гена в развитии клеток сетчатки, ученые заблокировали его работу в эмбрионе рыбы, используя молекулярно-генетический подход, который часто применяют при работе с данио: ввели антисмысловые олигонуклеотиды, которые делают невозможным синтез белка. В составе гена tbx2b исследователи нашли локус (точечный фрагмент), который назвали «lor» -- от «lots of rods», поскольку мутация в этом локусе приводит к тому, что количество ультрафиолетовых колбочек в сетчатке резко падает, а вместо них образуются черно-белые палочки.

Ученые считают, что они нашли генетический переключатель дифференцировки клеток-предшественников в палочки и колбочки. Это имеет прямое отношение к болезням зрения у человека, поскольку многие из них связаны с дегенерацией фоторецепторов. Например, при одном типе наследственной дистрофии сетчатки -- синдроме ESCS (еnhanced S-cone syndrome) происходит частичное смешение фоторецепторов: в палочках экспрессируются гены, обычно работающие только в колбочках, что приводит человека к слепоте.

Желтое пятноОбласть на сетчатке, где сосредоточено наибольшее количество колбочек, его центральная часть образована только колбочками. Это место наибольшей остроты зрения, находится на оптической оси глаза, так что мы наводим его на предмет, который рассматриваем.
Цель биологов -- создать на животных модель наследственных болезней зрения человека. «Высокая специализация палочек и колбочек делает их очень уязвимыми к генетическим нарушениям, -- подчеркивает Джеймс Фэдол. -- Понимание процессов развития фоторецепторов поможет найти новые методы лечения миллионов людей с такими заболеваниями, как пигментная дистрофия сетчатки и дегенерация желтого пятна».

Статья опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Читайте нас в Дзене

Добавьте ленту «INFOX.ru» в свою личную и получайте актуальные новости ежедневно

Подписаться
Реклама

Мы рекомендуем
19.01.2020, 21:35
В рамках международной конференции по Ливии состоялась встреча президента России Владимира Путина и премьер-министра Великобритании Бориса Джонсона. Правда, итоги этой встречи неутешительны: британская сторона отказалась нормализовать отношения с Россией.
19.01.2020, 20:07
В Берлине проходит конференция, на которой сторон гражданской войны в Ливии пытаются убедить прекратить огонь. Первая часть такого мирного диалога, состоявшаяся несколько дней назад в Москве, закончилась безрезультатно.
Реклама