Біохімічне перезавантаження ока: лікування сліпоти

Світлочутливі пігменти, які знаходять у всіх, від бактерій до хребетних, можна за допомогою біомеханічних маніпуляцій перезавантажити і тим самим відновити людям зір.

У дослідженні, опублікованому в журналі Proceedings of the National Academy of Sciences, вчені використовували модифіковану форму вітаміну А, щоб ініціювати механізм перезавантаження і знову запустити протеїни, необхідні для людського зору. Наміченим протеїном був світлочутливий родопсин, який належить до сімейству протеїнів, що знаходяться в клітинних мембранах і передають зовнішній сигнал у внутрішню клітинну систему. Відкриття дає нові можливості для створення модифікованих сітківок, які покращуватимуть зір.

Відкриття заглиблюється в біохімію зору, в тому, чому хімічна конфігурація сітківки важлива для сприйняття світла людини. Люди бачать за допомогою вкрай чутливого протеїну, родопсина, які прикріплюється до ретинальних молекул для сприйняття світла. Фотони світла входять в око і поглинаються ретинально-родопсиновим комплексом, активуючи каскад низхідних сигналів, які і становлять зір. Особливо важливо, що сітківка чекає світло в одній хімічній конфігурації, а після поглинання переходить в іншу під назвою повністю-транс-ретиналь. Але ця трансформація односпрямована, і щоб повернути сітківку в першу конфігурацію необхідно безліч спеціалізованих протеїнів. Успадковані мутації в будь-якому з них можуть викликати дегенеративні захворювання сітківки. Дослідники, які хочуть вилікувати такі хвороби, повинні або виправити або обійти змінені протеїни.

Дослідники відкрили самовідновлюваний механізм у коров'ячому родопсині, який надзвичайно схожий на людський. Вони використовували очищені протеїни в лабораторії, щоб показати, як їх модифікована сітківка зв'язується з коров'ячим родопсином, успішно активує людські протеїни при попаданні світла, а після передачі сигналу за допомогою тільки термальної енергії повільно повертається до неактивної форми, яка може бути повторно реактивована фотонами. Відкриття передбачає, що молекули сітківки зі специфічною хімічною структурою можуть стимулювати родопсин, потрібний для людського зору, а значить, мутували протеїни можна обійти і повернути людям зір.