Гофердин фоторецептор конустарынын ичиндеги митохондриялардын (сары) байламталары диффузиялык жарыкты (төмөндөн жаркырап) (көк нур) так фокустоодо күтүүсүз роль ойнойт.Бул оптикалык жүрүм-турум конус клеткаларындагы пигменттерди жарыкты алууда натыйжалуураак кылуу аркылуу көрүнүштү жакшыртат.
Чиркей сизди микролинза аркылуу карап турат.Сиз башыңызды буруп, чымындарды колуңузга кармап, вампирди момун, бир линзалуу көзүңүз менен карайсыз.Бирок сиз бири-бириңизди жана дүйнөнү сиз ойлогондон да көрө аласыз.
Өткөн айда Science Advances журналында жарыяланган изилдөө сүт эмүүчүлөрдүн көзүнүн ичиндеги митохондриялар, клетканы азыктандыруучу органеллдер экинчи микролинза ролун аткарып, жарыкты фотопигменттерге бурууга жардам берерин, бул пигменттер жарыкты мээнин нерв сигналдарына айлантат чечмелөө.Табылган табылгалар сүт эмүүчүлөрдүн көздөрү менен курт-кумурскалардын жана башка муунак буттуулардын кошулма көзүнүн ортосундагы укмуштуудай окшоштуктарды көрсөтүп, биздин көзүбүз жашыруун оптикалык татаалдыкка ээ экенин жана эволюция жаңы колдонуу үчүн табылган клеткалык анатомиянын абдан байыркы бөлүгүн түзгөнүн көрсөтүп турат.
Көздүн алдыңкы жагындагы линза чөйрөдөн келген жарыкты арткы торчо деп аталган жука кыртыш катмарына багыттайт.Ал жерде фоторецептор клеткалары — дүйнөбүздү түскө бөлөгөн конустар жана аз жарыкта багыттоого жардам берген таякчалар — жарыкты сиңирип, аны мээге келген нейрондук сигналдарга айландырышат.Бирок фотопигменттер фоторецепторлордун эң аягында, калың митохондриялык байламдын артында жайгашкан.Бул таңгактын таң калыштуу тизилиши митохондрияларды керексиз көрүнгөн жарык чачуучу тоскоолдуктарга айлантат.
Митохондриялар жарык бөлүкчөлөрүнүн "акыркы тосмо" болуп саналат, деди Вей Ли, Улуттук Көз Институтунун улук илимий кызматкери жана кагаздын башкы автору.Көп жылдар бою көрүү илимпоздору бул органеллдердин бул таң калыштуу түзүлүшүн түшүнө алышкан жок - анткени көпчүлүк клеткалардын митохондриялары борбордук органеллге - ядрого жабышат.
Кээ бир илимпоздор бул нурлар жарык сигналдары нейрондук сигналдарга айландырылган жерден алыс эмес жерде эволюциялашкан болушу мүмкүн деп божомолдошот, бул энергияны оңой сордурууга жана тез жеткирүүгө мүмкүндүк берет.Бирок кийинчерээк изилдөөлөр фоторецепторлор энергия үчүн көп митохондрияга муктаж эмес экенин көрсөтө баштады — анын ордуна алар клетканын желатиндүү цитоплазмасында пайда болгон гликолиз деп аталган процессте көбүрөөк энергия ала алышат.
Ли жана анын командасы бул митохондриялык тракттардын ролун күндүзгү сонун көрө турган кичинекей сүт эмүүчү гофердин конус клеткаларын талдоо аркылуу билишкен, бирок анын конус фоторецепторлору пропорционалдуу эмес чоң болгондуктан түнкүсүн сокур.
Компьютердик симуляциялар митохондриялык байламталардын оптикалык касиеттерге ээ болушу мүмкүн экенин көрсөткөндөн кийин, Ли жана анын командасы реалдуу объектилер боюнча эксперименттерди жүргүзө башташты.Алар белдин торчосунун жука үлгүлөрүн колдонушкан жана бир нече конустарды кошпогондо, клеткалардын көбү алынып салынган, ошондуктан алар мембрананын ичине тыкан салынган "бир баштык митохондрияга ээ болушкан" деди Ли.
Бул үлгүнү жарыктандыруу жана аны Ли лабораториясындагы илимпоз жана изилдөөнүн башкы автору Джон Болл тарабынан иштелип чыккан атайын конфокалдык микроскоптун астында кылдаттык менен карап чыгуу менен биз күтүлбөгөн натыйжаны таптык.Митохондриялык нур аркылуу өткөн жарык жаркыраган, кескин багытталган нур катары көрүнөт.Изилдөөчүлөр тирүү жаныбарларда фотопигменттерди күткөн бул микролинзалар аркылуу караңгылыкка кирген жарыктын фото жана видеолорун тартышкан.
Митохондриялык байлам негизги ролду ойнойт, тоскоолдук катары эмес, бирок фоторецепторлорго мүмкүн болушунча көп жарыкты минималдуу жоготуу менен жеткирүүдө, дейт Ли.
Симуляцияларды колдонуп, ал жана анын кесиптештери линзанын эффектиси биринчи кезекте анын айланасындагы мембранадан эмес, митохондриялык байламтадан пайда болоорун тастыкташты (бирок мембрана роль ойнойт).Гофердин табият тарыхындагы кызыкчылык да аларга митохондриялык байламдын формасы анын фокустоо жөндөмү үчүн маанилүү экенин көрсөтүүгө жардам берди: гофер айларда уйкуга жатып, анын митохондриялык байламдары бузулуп, кичирейет.Окумуштуулар жарык уктап жаткан жер тайдын митохондриялык байламтасынан өткөндө эмне болорун моделдештиргенде, ал жарыкты чоюлуп, тизилгендегидей көп топтой албасын аныкташкан.
Колумбия университетинин медициналык борборунун офтальмология боюнча профессору Джанет Спарроу белгилегендей, мурда башка илимпоздор митохондриялык байламталар тордо жарык чогултууга жардам бериши мүмкүн деп айтышкан.Бирок, бул идея кызыктай көрүндү: «Мага окшогондор күлүп: «Келгиле, жарыкты жетектей турган ушунча митохондрияларыңыз барбы?» дешти.- ал айтты."Бул чындыгында аны далилдеген документ жана бул абдан жакшы."
Ли жана анын кесиптештери гоферлерде байкаган нерселер адамдарда жана пирамидалык түзүлүштөгү башка приматтарда да болушу мүмкүн деп эсептешет.Алар ал тургай 1933-жылы биринчи жолу сүрөттөлгөн Стайлс-Кроуфорд эффектиси деп аталган кубулушту түшүндүрүшү мүмкүн деп ойлошот, мында каректин так ортосунан өткөн жарык бурчтан өткөн жарыкка караганда жаркыраган деп эсептелет.Борбордук жарык митохондриялык байламтага көбүрөөк багытталышы мүмкүн болгондуктан, изилдөөчүлөр аны конус пигментине көбүрөөк бурса болот деп ойлошот.Алар Стайлс-Кроуфорд эффектин өлчөө көздүн торчо ооруларын эрте аныктоого жардам берет, алардын көбү митохондриялык бузулууларга жана өзгөрүүлөргө алып келет деп эсептешет.Линин командасы оорулуу митохондриялар жарыкты кандайча башкача багыттаарын анализдеп көргүсү келген.
Бул "сонун эксперименталдык модель" жана абдан жаңы ачылыш, - деди изилдөөгө катышпаган UCLAдагы офтальмология боюнча профессордун ассистенти Йиронг Пэн.Бул митохондриялык байламталардын түнкү көрүнүштү жакшыртуу үчүн таякчалардын ичинде да иштей аларын билүү кызыктуу болот, деп кошумчалады Пэн.
Жок дегенде конустарда бул митохондриялар микролинзаларга айланып кетиши мүмкүн, анткени алардын мембраналары жарыкты табигый түрдө сындырган липиддерден турат, деди Ли."Бул жөн гана өзгөчөлүк үчүн эң мыкты материал."
Липиддер бул функцияны табияттын башка жеринде да табат окшойт.Канаттууларда жана сойлоп жүрүүчүлөрдүн торчосунда май тамчылары деп аталган түзүлүштөр пайда болгон, алар түс чыпкалары катары кызмат кылган, бирок митохондриялык байламчалар сыяктуу микролинзалар катары да кызмат кылат деп ойлошот.Конвергенттик эволюциянын чоң окуясында, канаттуулар айланасында айланып, чиркейлер өздөрүнүн жагымдуу адам олжосун айланасында ызылдашат, сиз муну өз алдынча эволюцияланган ылайыктуу оптикалык өзгөчөлүктөрү менен окуйсуз - көрүүчүлөрдү өзүнө тарткан адаптациялар.Бул жерде тунук жана жарык дүйнө келет.
Редакциянын эскертүүсү: Йиронг Пенг Клингенштейн-Симонс стипендиясынын колдоосун алды, долбоорду жарым-жартылай Симонс Фонду колдоду, ал ошондой эле бул көз карандысыз редакцияланган журналды каржылайт.Симмонс Фондунун каржылоо чечими биздин отчетубузга таасирин тийгизбейт.
Түзөтүү: 2022-жылдын 6-апрели, негизги сүрөттүн аталышы башында митохондриялык байламдардын түсүн сары эмес, кызгылт көк деп туура эмес аныктаган.Кызгылт көк түс боёкту курчап турган кабыкча менен байланышкан.
Quanta журналы маалыматтуу, мазмундуу жана цивилизациялуу диалогду жайылтуу үчүн сын-пикирлерди модерациялайт.Адепсиз, акарат келтирген, өзүн жарнамалаган, адаштыруучу, ырааттуу эмес же темадан тышкары комментарийлер четке кагылат.Модераторлор кадимки иш сааттарында (Нью-Йорк убактысы боюнча) ачык жана англис тилинде жазылган комментарийлерди гана кабыл ала алышат.
Посттун убактысы: 22-август-2022
