رؤى فتح العين في رؤية الإنسان والحشرات

ملخص: ونشر الباحثون نتائج مهمة في إنتاج 11-cis-retinal، وهو جزيء مهم للرؤية لدى كل من البشر والحشرات. من خلال دراسة بروتين NinaB في الحشرات ومقارنته ببروتين RPE65 البشري، وهو ضروري لتخليق 11-cis-retinal، وجد الفريق اختلافات مهمة في آلياتها الوظيفية على الرغم من التشابه الهيكلي بينها.

لا يتحدى هذا البحث الأفكار السابقة حول أوجه التشابه بين رؤية الإنسان والحشرة فحسب، بل يقدم أيضًا رؤى مهمة حول أمراض الشبكية، وخاصة داء ليبر الخلقي. ومن خلال علم البلورات بالأشعة السينية، تلقي الدراسة الضوء على العمليات الفريدة الكامنة وراء إنتاج الشبكية 11-cis، مما يوفر مسارات محتملة لمعالجة الطفرات الجينية التي تؤثر على الرؤية.

مفتاح الحقائق:

1. التشابه الهيكلي مع الاختلافات الوظيفية: على الرغم من التشابه الهيكلي بين NinaB في الحشرات وRPE65 في البشر، فإن عمليات إنتاج 11-cis-retinal تختلف بشكل كبير.
2. لمحات عن أمراض الشبكيةتعمل الدراسة على تطوير فهم الأساس الجيني لأمراض الشبكية مثل كمنة ليبر الخلقية من خلال الكشف عن كيفية تعطل الطفرات في RPE65 للرؤية.
3. التقدم في أبحاث الرؤية: من خلال توضيح بنية ووظيفة NinaB، اكتسب الباحثون رؤى ثاقبة حول RPE65، مما فتح طرقًا جديدة لعلاج ضعف البصر الناجم عن الطفرات الجينية.

مصدر: جامعة كاليفورنيا في ايرفين

اكتشف باحثون في جامعة كاليفورنيا في إيرفاين أوجه تشابه عميقة واختلافات مدهشة بين البشر والحشرات في إنتاج جزيء مهم يمتص الضوء في شبكية العين، 11-أختيشبكية العين، والمعروفة أيضًا باسم “الكروموفور البصري”.

تعمق هذه النتائج فهم كيفية تسبب الطفرات في إنزيم RPE65 في أمراض الشبكية، وخاصة داء ليبر الخلقي، وهو مرض عمى الطفولة.

للدراسة التي نشرت مؤخرا على الانترنت في المجلة بيولوجيا الكيمياء الطبيعيةاستخدم الفريق علم البلورات بالأشعة السينية لدراسة NinaB، وهو بروتين موجود في الحشرات ويعمل بشكل مشابه لبروتين RPE65 الموجود في البشر. كلاهما مهم لمجموعة من 11.أختيشبكية العين، وغيابها يسبب ضعف البصر الشديد.

وقال المؤلف المقابل فيليب كيسر، أستاذ مشارك في علم وظائف الأعضاء والفيزياء الحيوية وطب العيون: “تتحدى دراستنا الافتراضات التقليدية حول أوجه التشابه والاختلاف في رؤية الإنسان والحشرة”.

“في حين أن هذه الإنزيمات تشترك في أصل تطوري مشترك وبنية ثلاثية الأبعاد، فقد حددنا العملية التي تنتج بها 11أختيشبكية العين مختلفة.”

خلق 11أختييبدأ التهاب الشبكية بتناول الأطعمة مثل الجزر أو القرع التي تحتوي على مركبات تستخدم لتكوين فيتامين أ، مثل البيتا كاروتين. يتم استقلاب هذه العناصر الغذائية بواسطة إنزيمات تشطر الكاروتينات، بما في ذلك NINAB وRPE65.

وكان من المعروف سابقًا أن البشر يحتاجون إلى هذين الإنزيمين لإنتاج 11.أختيالشبكية من البيتا كاروتين، لكن الحشرات يمكنها تحقيق التحول من خلال النينابي. إلى جانب العلاقات الوظيفية بين NinaB وRPE65، كان اكتساب نظرة ثاقبة حول كيفية دمج NinaB بين الخطوتين في تفاعل واحد دافعًا رئيسيًا للدراسة.

قالت المؤلفة الرئيسية ياسمين سولانو، وهي طالبة دراسات عليا في مختبر كيزر في مركز UCI لأبحاث الرؤية التحويلية: “من الناحية الهيكلية، وجدنا أن هذه الإنزيمات متشابهة جدًا، لكن المواقع التي تقوم فيها بعملها مختلفة”.

“لقد أدى فهم السمات الرئيسية في بنية NinaB إلى فهم أفضل للآلية التحفيزية المطلوبة لدعم وظيفة الأصباغ البصرية في شبكية العين.

“من خلال دراستنا لـ NINAB، تمكنا من التعرف على بنية المنطقة الرئيسية التي لم يتم حلها سابقًا في RPE65. هذا الاكتشاف مهم لفهم ومعالجة الطفرات المعطلة في RPE65.

وكان من بين أعضاء الفريق الآخرين مايكل إيفريت، وهو متخصص مبتدئ في مختبر كيسر، وكيلي تانغ وجود أبوك، اللذين كانا طالبين جامعيين في العلوم البيولوجية في ذلك الوقت.

تمويل: تم دعم هذا العمل من قبل مؤسسة العلوم الوطنية بموجب المنحة CHE-2107713، وإدارة شؤون المحاربين القدامى بموجب المنحة BX004939، والمعاهد الوطنية للصحة بموجب المنحة EY034519-01S1.

حول أخبار أبحاث علم الأعصاب البصري

مؤلف: باتريشيا هاريمان
مصدر: جامعة كاليفورنيا في ايرفين
اتصال: باتريشيا هاريمان – جامعة كاليفورنيا في ايرفين
صورة: يُنسب الفيلم إلى Neuronews

البحث الأصلي: الوصول المفتوح.
“يتم دمج إنزيمات انقسام الكاروتين لتكوين الكروماتين البصري“” فيليب كيزر وآخرون. بيولوجيا الكيمياء الطبيعية

ملخص

يتم دمج إنزيمات انقسام الكاروتين لتكوين الكروماتين البصري

ينشأ انعكاس الضوء في شبكية العين في الحيوانات من الأيزومرية الضوئية لـ opsin 11.أختي– كروموفور الريتينالدهيد. يتم إنتاج هذا الكروموفور البصري بشكل إنزيمي من خلال عمل انقسام ثنائي الأكسجين الكاروتينويد.

تتطلب الفقاريات اثنين من ديوكسيجيناز انقسام الكاروتينات، بيتا كاروتين أوكسجيناز 1 وظهارة صباغ الشبكية 65 (RPE65)، لتوليد 11أختيالريتينالدهيد من ركائز الكاروتينات، في حين أن اللافقاريات مثل الحشرات لا تقوم بتعطيل أو استخدام إنزيم واحد يسمى ما بعد الطاقة ب (NinaB). إقران RPE65 وNinaB عبر رابطة الدول المستقلة الأيزوميراز مع التحلل المائي والأكسدة، على التوالي، ولكن العلاقة الآلية لأنشطة الأيزوميراز الخاصة بهم غير معروفة.

نورد هنا بنية NinaB، ونكشف عن تفاصيل بنية موقعه النشط ووضع ربط الغشاء. تحدد دراسات الطفرات الموجهة بالبنية مجموعة بقايا عميقة داخل شق ربط الركيزة لـ NinaB الذي يتحكم في نشاط الأيزومر الخاص به.

توضح بياناتنا أن نشاط الأيزومرة يتم بوساطة مناطق موقع نشطة متميزة في NinaB وRPE65، وهو تقارب تطوري يعمق فهمنا لتنوع النظام البصري.