Белок из водоросли сделает слепых зрячими

Недавно ученым удалось создать искусственную сетчатку глаза млекопитающих. Они сумели внедрить в ее клетки, неспособные воспринимать свет, ген водоросли, ответственный за синтез светочувствительного белка. В результате незрячие подопытные животные смогли видеть. Похоже, недалек тот день, когда человечество найдет способ вернуть слепым зрение.

Фото: Фото: AP

Американские исследователи под руководством Шейлы Ниренберг из Медицинского колледжа Вейлла Корнелльского университета (США) смогли превратить слепых мышей в зрячих. У группы подопытных животных в результате генетической модификации отсутствовали в сетчатке глаза палочки и колбочки — клетки, отвечающие за восприятие света и обеспечивающие возможность видеть предметы и их цвет. Чтобы мыши прозрели, в другие клетки сетчатки был внедрен ген сине-зеленых водорослей, отвечающий за синтез белка ченнелродопсина.

Напомним, что этот белок расположен в мембране клетки водоросли и является фоторецептором, то есть способен воспринимать лучи света. Поскольку сине-зеленые водоросли занимаются фотосинтезом, им необходимо держаться в местах с интенсивным освещением. Находить такие зоны как раз и помогает ченнелродопсин.

Этот белок был внедрен в так называемые ганглиозные клетки сетчатки, которые представляют собой специализированные нейроны и служат промежуточным звеном между палочками и колбочками и мозгом. Проходя по ним, информация, полученная от светочувствительных клеток, проходит предварительную обработку (упрощенно это можно сравнить со сжатием сырой картинки в формате JPEG) и лишь потом отправляется к зрительному центру мозга.

Как считали ученые до недавнего времени, эти клетки способны лишь определить степень освещенности пространства. Однако исследования, проведенные летом нынешнего года на мышах, чья сетчатка была представлена исключительно ганглиозными клетками, показали, что с их помощью грызуны все-таки могут видеть предметы, хотя весьма нечетко.

Читайте также: Стирайте ваши фобии бесследно

Итак, благодаря внедрению нужного гена от сине-зеленых водорослей в клетки сетчатки мышей, ченнелродопсин смог превратить ганглиозные клетки в светочувствительные. Для контроля генетическую подобную модификацию "устроили" и группе зрячих зверьков. После чего показали им фотографии, на которых было изображено лицо ребенка, и исследовали реакцию на это изображение тех отделов мозга, которые отвечают за восприятие зрительного образа.

Фото: AP

Как и ожидали исследователи, мозг мышей из двух групп отреагировал на фотографию одинаковым образом. Это значит, что мыши, которые имели в сетчатки лишь ганглиозные клетки с ченнелродопсином, смогли увидеть изображение. Значит, искусственно созданная сетчатка вполне способна полноценно работать.

Однако пока рано говорить о том, что подобное возможно в случае с человеком, который ослеп из-за повреждения светочувствительных клеток сетчатки глаза. Дело в том, что модифицированные ганглиозные клетки, как выяснилось, не могут различать предмет в цвете. Собственно говоря, мышам это и не нужно, поскольку они — сумеречные животные, а утром и вечером из-за того, что темно, цвета и так не особенно различимы. Но ведь человек проявляет в основном дневную активность, для него жизненно необходимо цветовое зрение. А получается, что ченнелродопсин не может его обеспечить.

Кроме того, исследователи уверены в том, что четкое изображение предмета новый вариант сетчатки дает далеко не всегда. Было установлено, что лучше всего мыши с подобными модифицированными фоторецепторами видели те детали изображения, которые были сравнимы с ними по размеру (например, нос или губы), а вот фотография целиком воспринималась ими расплывчато (примерно так же, как близорукий человек видит удаленные предметы).

Однако, несмотря на это, нейробиологи убеждены в том, что со временем на основе данных разработок удастся создать полноценную сетчатку человеческого глаза. Не исключено, что она будет намного более удобной в использовании, чем разрабатываемые ныне варианты "электронной" сетчатки — микрочипа, связанного с фотодатчиками, который имплантируется в глазное дно незрячего человека. И когда это произойдет, у многих слепых появится шанс прозреть…

Читайте все самое интересное в рубрике "Наука и техника"