Способность различать около десяти миллионов оттенков светочувствительными молекулами в глазах человека зависит от одного вещества — ретиналя или производного витамина А. К такому выводу пришли ученые из Австралийского национального университета совместно с коллегами из Китая и Германии. Результаты исследования опубликованы в журнале Science.
Исследователи расшифровали структуру трех колбочковых опсинов — белков, расположенных в колбочках сетчатки, которые отвечают за восприятие красного, зеленого и синего света. Все три опсина содержат одну и ту же светочувствительную молекулу — производное витамина А, ретинальдегид. Однако ученые выяснили, что каждый белок взаимодействует с ней по-разному. Именно эти различия позволяют опсинам реагировать на разные длины волн света и формировать цветное изображение.
Исследование также показало, что красный и зеленый опсины отключаются после активации быстрее синего. По мнению авторов, это связано с особенностями распределения электронных зарядов вокруг ретинальдегида. Такая скорость работы помогает глазу четко различать цвета и движущиеся объекты при дневном свете.
До сих пор ученым была известна только структура родопсина — светочувствительного белка палочек, обеспечивающих зрение в сумерках. Изучить колбочковые опсины долгое время не удавалось, поскольку их невозможно было кристаллизовать. Прорыв стал возможен благодаря криоэлектронной микроскопии, позволяющей исследовать быстрозамороженные молекулы.
Авторы считают, что открытие поможет лучше понять причины нарушений цветового зрения и приблизит создание новых методов лечения заболеваний сетчатки, связанных с повреждением колбочек.
Ранее в мозге были обнаружены следы «третьего глаза».