Израильские ученые сделали редкое открытие нового светочувствительного белка

Изучение светочувствительных белков открывает новые пути лечения целого ряда нейрональных расстройств.​

Впервые с 1971 года было обнаружено новое семейство светочувствительных белков. Честь этого открытия принадлежит исследователям из израильского Технологического института - Техниона. 

Светочувствительные белки позволяют живому организму получать и преобразовывать энергию солнца. Реагируя на свет, эти белки генерируют два процесса. Один из них - это хорошо знакомый нам еще со школы фотосинтез. Другой процесс, за который "отвечают" длинные "связанные" белки родопсины, более сложный, и обеспечивает как производство химической энергии, так и нашу возможность видеть.

Родопсин состоит из белка, соединенного с производным от витамина А под названием "ретинал", который и дает ему способность к светочувствительности. В настоящее время известно два типа родопсина - первый из них микроорганизмы применяют для превращения света в энергию, а второй находится в глазах животных и человека и играет ключевую роль в процессе зрения.

Первые родопсины (второго типа) были обнаружены в 1876 году немецким ученым Францем Христианом Боллом, который выделил их у лягушек. В 1971, почти сто лет спустя, ученые Калифорнийского университета обнаружили еще одно семейство родопсинов (на этот раз первого типа), в микробах в водоемах с повышенной соленостью.

Поиск новых родопсинов идет по всему миру и является отнюдь не только академическим упражнением в "чистой науке". Изучение родопсинов и механизмов их работы открывает новое направление в неврологии - оптогенетику, которая опирается на использование родопсинов первого типа для контролируемого возбуждения одиночных нейронов и групп нейронов у млекопитающих. Это, в свою очередь, открывает новые пути лечения целого ряда нейрональных расстройств, исправления сердечных ритмов и т.д.

В лаборатории микробиологии Техниона исследователи - аспирант Алина Пушкарев под руководством профессора Одеда Беджи - искали и новые родопсины в микроорганизмах, обитающих в озере Кинерет в середине лета, когда озеро получает максимальное количество солнечного света. Исследователи использовали лабораторный штамм E. coli в качестве белковой фабрики для производства белков, принадлежащих микробам озера Кинерет.

Добавив упомянутый выше ретинал к этой питательной среде, исследователи обнаружили ген, окрашивающий E. coli в темно-фиолетовый цвет. Оказалось, что речь идет о совершенно новом семействе родопсинов, которые существенно отличаются по своей структуре. Участники исследования, проводившегося в сотрудничестве с японскими и американскими учеными, назвали новый белок "гелиородопсин" от греческого "гелиос" (солнце). Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.

Источник: MFA
Фото: пресс-служба Техниона