Mantis karideslerinin alışılmadık görme sistemi üzerine yapılan laboratuvar çalışması, bu canlıların uzun dalga boylu kırmızı ışığa karşı beklenenden farklı bir duyarlılığa sahip olduğunu ortaya koydu. Bulgular, deniz canlılarının görme mekanizması kadar ışıkla hücre kontrolünü konu alan optogenetik çalışmaları açısından da inceleniyor.
Earth.com’da yer alan habere göre araştırma, Humboldt Berlin Üniversitesi ile Liège Üniversitesi uzmanlarının ortak çalışmasıyla gerçekleştirildi. Ekibe Camille Bruyon, Alina Pushkarev ve Marjorie Liénard öncülük etti.
17 farklı opsin laboratuvarda incelendi
Araştırmacılar, ışığın algılanmasında görev alan opsin proteinlerinin 17 ayrı türünü insan böbrek hücrelerinden oluşturulan kültürlerde üretti. Bu yöntemle her bir proteinin ışığa verdiği tepki, canlı organizmanın diğer biyolojik etkilerinden ayrılarak ölçüldü.
İncelenen pigmentlerin büyük bölümünün yeşil ışığa karşı hassas olduğu belirlendi. Bunlardan 12’sinin en güçlü emilimi yaklaşık 540 nanometrede gerçekleşti. İki protein türü ise mavi ışığa daha yüksek tepki verdi.
Araştırmanın öne çıkan kısmını üç ayrı opsin oluşturdu. Bu proteinlerin ışık emilim zirveleri sırasıyla 592, 607 ve 615 nanometre olarak ölçüldü. Aynı retinal biçimini kullanan insan gözünden farklı şekilde, bu proteinlerin kırmızı ışığın daha uzun dalga boylarını algılayabilmesi nadir bir özellik olarak değerlendirildi.
Bazı pigmentler ışığın rengine göre durum değiştiriyor
Çalışmada dört pigmentin, maruz kaldığı ışığın rengine bağlı olarak iki farklı moleküler durum arasında geçiş yaptığı da görüldü. Bu pigmentlerin ikisi kırmızı ışıkla etkinleşirken mavi ışıkla eski durumuna döndü.
Diğer iki pigmentte ise geçişin mavi ve turuncu ışıkla gerçekleştiği tespit edildi. Bu mekanizma sayesinde proteinler, retinal molekülü yapıdan ayrılmadan ilk hâline geri dönebiliyor. Söz konusu özellik, hücre içindeki sinyalleri ışık yoluyla kontrol etmeyi amaçlayan araştırmalar için işlevsel olabilir.
Karotenoid filtre koyu kırmızı ışığı destekliyor
Mantis karidesinin gözünde bulunan karotenoid filtre de görme aralığının genişlemesine katkı sağlıyor. Kısa dalga boylu ışığı süzen bu katman, daha derinde bulunan hücrelerin koyu kırmızı ışığa tepki verme ihtimalini artırıyor.
Hesaplamalara göre bu hücrelerin hassasiyetinin 687 nanometreye kadar çıkabilmesi mümkün. Ancak bu avantajın önemli bir bedeli bulunuyor: Görsel duyarlılık ilk seviyesinin yaklaşık yüzde 2,5’ine kadar geriliyor.
Araştırmacılar, kırmızı ışığa yanıt veren bu proteinlerin gelecekte optogenetik uygulamalarda değerlendirilebileceğini belirtiyor. Kırmızı ışığın doku içinde mavi ve morötesi ışığa göre daha derine ulaşabilmesi, bu alandaki çalışmalar için avantaj sağlayabilir. Buna karşın proteinlerin insan sağlığında kullanılmasına yönelik çalışmalar henüz laboratuvar aşamasında bulunuyor.
