Экстраретинальная фоторецепция у млекопитающих? [дубликат]

Довольно точно установлено, что помимо колбочек и палочек в сетчатке глаза есть фоторецепторы в клетках. У людей и большинства животных известно (на данный момент) четыре гена рецепторов света. Помимо родопсина - есть гены коротковолнового, средневолнового и длинноволнового опсинов .

Хотя они в основном экспрессируются в сетчатке глаза, их можно найти и во многих других тканях. На первом изображении из GeneAtlas ниже показано относительное количество РНК, обнаруженное для коротковолнового опсина в различных тканях — она также относительно хорошо экспрессируется в иммунных и нервных клетках (голубой и лесной зеленый соответственно). Это может означать, что нейроны реагируют на свет. Сравните это с опсином средней длины волны, который в первую очередь гораздо чаще встречается в сетчатке.

Это не психосоматическое воздействие. Известно , что световые рецепторы в коже помогают при сезонном аффективном расстройстве — светите ярким или голубым светом за колени. Эти рецепторы не связаны со оптическими нервами, поэтому вы не получаете от них никакого изображения, но информация все равно может повлиять на вашу биохимию.

Идея бессознательных входных сигналов рецепторов из других частей тела, вероятно, применима ко многим видам рецепторов. В прошлом году был большой интерес к вкусовым рецепторам, экспрессирующимся в кишечнике. Они могут ощущать сладость и другие вкусы во второй раз и регистрировать вкусовые реакции в мозгу . Это не сознательный ввод, но он регистрируется в мозге на МРТ.

Зачем эволюции это делать? Мне кажется, что это новый взгляд на индивидуальную жизнь клетки, и он имеет большой смысл. Если в каждой клетке есть ДНК всех генов, почему бы не найти немного экспрессии рецептора в любой клетке, которая могла бы использовать эту информацию? Сознательные процессы мозга, вероятно, воспринимают только небольшую часть посылаемой информации, и могут быть интегрированы сотни других подобных чувств из различных частей тела, и только часть из них нам известна.

Кроме того, вероятно, во многих случаях сигналы рецепторов используются только локально клетками, воспринимающими свое локальное окружение. На самом деле не имеет смысла, что отдельные клетки должны ослеплять себя. Отдельные бактерии и грибы имеют множество рецепторов. Вполне логично, что клетки, являющиеся частью организма, также имеют столько же или даже больше органов чувств.

По-разному ли слепые от рождения млекопитающие и млекопитающие, ослепшие позже, испытывают внеретинальную фоторецепцию?

В этой статье в Scientific American здесь , где они ссылаются на «невролога-циркадианиста и специалиста по зрению Рассела Г. Фостера из Оксфордского университета», говорится:

В 1999 году мы обнаружили, что мыши, лишенные палочек и колбочек, тем не менее были способны синхронизировать свой циркадный ритм с циклом свет/темнота. Эти наблюдения привели к открытию дополнительной системы фоторецепторов в сетчатке человека и других млекопитающих, состоящей из небольшого числа светочувствительных ганглиозных клеток сетчатки (называемых pRGC). Эти клетки наиболее чувствительны к синему свету , и, что важно, синий свет наиболее эффективен для облегчения симптомов САР». (я выделил курсивом интересные моменты)

WSJ повторяет про синий свет и декламирует:

«В 2002 году немецкие исследователи выделили один из зеленых водорослей — класс белков, называемых каналородопсинами, — которые реагировали только на синий свет. тип нейрона, который они хотят изучить».

Настолько разные, что у них отсутствуют колбочки/палочки в сетчатке и некоторые связи со зрительной корой, но не в плане САР: эволюция, по-видимому, разработала методы для слепорожденных млекопитающих, чтобы выжить и синхронизировать свои внутренние часы. Это перекликается с более ранними фактами Шигеты, но я не знаю, есть ли что-то еще, что можно было бы осветить — возможно, УФ-излучение — которое могло бы настроить внутренние часы.

Похоже, они пытаются найти способы создания бионических видений, подобных добелью, без физической модификации черепа. Вирусы пытаются размножить определенный фоторецептивный белок в какое-то место, где они пытаются активировать его с помощью внешнего излучения. Это называется оптогенетикой , когда они пытаются контролировать определенные поведенческие вещи с помощью оптики.

Новые головоломки

1. почему они используют белок? Почему не другие вещи?

2. у нас есть много видов фоторецептивности? Определенные мышцы (требующие белка) активируются электромагнитным излучением? А как насчет других клеток, таких как жировые клетки?

Ps это довольно бесполезно продвигаться вперед, если кто-то не предоставит точный спектр мощности Valkee (требуется, по-видимому, спектроанализатор) и эксперименты по поляризации. WSJ сослался на испытания, в которых они использовали монохроматический свет и когерентный свет при тестировании, в то время как свет Valkee может быть практически любым.