Ученые обнаружили способ заставить белковые структуры глаза самостоятельно восстанавливаться, что в будущем поможет лечить ухудшение зрения на качественно новом уровне.
Ученые научили белки сетчатки самовосстановливаться: медицина будущего

Согласно новому исследованию Медицинской школы Case Western Reserve University, светочувствительный пигмент, обнаруженный во всех животных, от бактерий до позвоночных, может быть подвергнут биохимическому манипулированию для того, чтобы запустить самостоятельную рециркуляцию, что является важным терапевтическим преимуществом. В исследовании, которое совсем недавно появилось на страницах Proceedings of the National Academy of Sciences, ученые успешно использовали видоизмененный витамин А, чтобы активировать механизм рециркуляции и задействовать белки, играющие важную роль в работе зрительного аппарата человека.

Целевые белки включают в себя светочувствительный родопсин, принадлежащий к семейству G-белков, которые располагаются в клеточных мембранах и передают внешние сигналы внутрь клеток. Новая технология открывает возможность для модификации сетчатки, что поможет улучшить зрение и позволит значительно усовершенствовать современные методы восстановления сигнальной передачи в клетках глаза. Сахил Гулати, ведущий автор исследования и аспирант в Факультет фармакологии в Медицинском колледже Университета Кейс Вестерн Резерв, объясняет, что их исследование по факту представляет собой полный переход от простой односторонней активации G-белков к самообновляющемуся механизму, путем банального присоединения к белкам сетчатки циклогексильной группы.

Люди видят мир с помощью чрезвычайно чувствительного белка родопсина (о нем уже было сказано выше), который интегрирован в сетчатку и позволяет глазу улавливать свет. Световые фотоны попадают в глаз и поглощаются этим комплексом «сетчатка-родопсин», активируя каскад сигналов, которые в итоге и приводят к тому, что мозг распознает визуальную картину. Важно отметить, что сетчатка во время приема фотонов преобразуется из модификации «11-цис» изомера в «транс» изомер, но для обратного процесса требуется целая «армия» специализированных белков. Таким образом, генетические мутации на любом из этапов этого процесса приводят к преждевременной деградации сетчатки и ухудшению зрения.

Исследователи обнаружили механизм самообновления в бычьем родопсине, который чрезвычайно похож на человеческий родопсин. В лабораторных испытаниях они использовали очищенные белки, чтобы показать, что их модифицированная сетчатка связывается с бычьим родопсином и успешно активирует определенные человеческие глазные белки в ответ на световую реакцию, а по завершению использует тепловую энергию для медленного возвращения в неактивную форму, которая может быть активирована светом повторно. Полученные данные свидетельствуют о том, что молекулы сетчатки со специфической химической структурой могут обратимо стимулировать родопсин, который управляет человеческим зрением.