Bundels fan mitochondria (giel) binnen gopher-fotoreceptorkegels spylje in ûnferwachte rol yn krekter fokus fan diffús ljocht (gloed fan ûnderen) (blauwe beam).Dit optyske gedrach kin fisy ferbetterje troch de pigminten yn kegelsellen effisjinter te meitsjen by it fangen fan ljocht.
In mug sjocht jo troch in mikrolens-array.Jo draaie jo holle, hâld de flyswatter yn 'e hân, en sjoch nei de vampire mei jo beskieden each mei ien lens.Mar it docht bliken dat jo inoar - en de wrâld - mear sjen kinne as jo tinke.
In stúdzje publisearre ferline moanne yn it tydskrift Science Advances fûn dat binnen it sûchdier each, mitochondria, sel-voedende organellen, kinne nimme op in twadde microlens rol, helpe om te fokusjen ljocht op fotopigmenten, dizze pigminten omsette ljocht yn nerve sinjalen foar it brein om ynterpretearje.De befinings litte opfallende oerienkomsten sjen tusken sûchdiereagen en de gearstalde eagen fan ynsekten en oare arthropods, wat suggerearret dat ús eigen eagen latinte optyske kompleksiteit hawwe en dat evolúsje in heul âld diel fan ús sellulêre anatomy fûn hat foar nij gebrûk.
De lens oan 'e foarkant fan it each rjochtet ljocht út' e omjouwing op in tinne laach weefsel oan 'e efterkant, neamd de retina.Dêr absorbearje fotoreceptorsellen - de kegels dy't ús wrâld kleurje en de stokken dy't ús helpe te navigearjen yn leech ljocht - ljocht op en omsette it yn neurale sinjalen dy't nei it harsens gean.Mar fotopigminten lizze oan 'e ein fan' e fotoreceptors, fuort efter de dikke mitochondriale bondel.De nuvere opstelling fan dizze bondel makket mitochondria yn skynber ûnnedige ljocht-ferstrooiende obstakels.
Mitochondria binne de "lêste barriêre" foar ljochtdieltsjes, sei Wei Li, senior ûndersiker by it National Eye Institute en haadauteur fan it papier.In protte jierren koene fisioenwittenskippers dizze frjemde opstelling fan dizze organellen net begripe - ommers, de mitochondria fan 'e measte sellen hingje oan har sintrale organel - de kearn.
Guon wittenskippers hawwe suggerearre dat dizze balken miskien hawwe evoluearre net fier fan wêr't ljocht sinjalen wurde omset yn neurale sinjalen, in enerzjy-yntinsive proses dat makket it mooglik enerzjy te maklik wurde pompt en levere fluch.Mar doe begon ûndersiik te sjen dat fotoreceptors net safolle mitochondria nedich binne foar enerzjy - ynstee kinne se mear enerzjy krije yn in proses neamd glycolyse, dat optreedt yn it gelatinous cytoplasma fan 'e sel.
Lee en syn team learden oer de rol fan dizze mitochondriale traktaat troch it analysearjen fan de kegelsellen fan in gopher, in lyts sûchdier dat in poerbêste fyzje oerdeis hat, mar nachts eins blyn is, om't syn kegelfotoreceptors ûnevenredich grut binne.
Nei komputersimulaasjes die bliken dat mitochondriale bondels optyske eigenskippen hawwe kinne, begûn Lee en syn team eksperiminten op echte objekten.Se brûkten tinne samples fan iikhoarntsjes retinas, en de measte sellen waarden fuortsmiten útsein in pear kegels, sadat se "kregen gewoan in tas mitochondria" kreas ynpakt yn in membraan, Lee sei.
Troch dit probleem te ferljochtsjen en it foarsichtich te ûndersiikjen ûnder in spesjale konfokale mikroskoop ûntworpen troch John Ball, in wittenskipper yn Lee's lab en haadauteur fan 'e stúdzje, fûnen wy in ûnferwacht resultaat.Ljocht dat troch de mitochondriale beam giet, ferskynt as in heldere, skerp rjochte beam.De ûndersikers namen foto's en fideo's fan ljocht dat troch dizze mikrolenzen yn it tsjuster trochkringt, wêr't fotopigminten wachtsje yn libbene bisten.
De mitochondriale bondel spilet in wichtige rol, net as in obstakel, mar yn it leverjen fan safolle ljocht as mooglik oan 'e fotoreceptors mei minimaal ferlies, seit Li.
Mei help fan simulaasjes hawwe hy en syn kollega's befêstige dat it linseffekt foaral feroarsake wurdt troch de mitochondriale bondel sels, en net troch it membraan der omhinne (hoewol't it membraan in rol spilet).In eigensinnigens fan 'e natuerlike skiednis fan' e gopher holp har ek oan te toanen dat de foarm fan 'e mitochondriale bondel kritysk is foar har fermogen om te fokusjen: yn' e moannen dat de gopher hiberneart, wurde syn mitochondriale bondels ûnregelmjittich en krimpje.Doe't de ûndersikers modelleare wat der bart as ljocht troch de mitochondriale bondel fan in sliepende iikhoarn giet, fûnen se dat it ljocht net sa folle konsintrearret as wannear't it útstutsen en heech besteld is.
Yn it ferline hawwe oare wittenskippers suggerearre dat mitochondriale bondels kinne helpe by it sammeljen fan ljocht yn 'e retina, merkt Janet Sparrow, heechlearaar ophthalmology oan it Columbia University Medical Center.It idee like lykwols frjemd: "Guon minsken lykas ik laken en seinen: 'Kom op, hawwe jo echt safolle mitochondria om it ljocht te lieden?'- sei se."It is echt in dokumint dat it bewiist - en it is heul goed."
Lee en syn kollega's binne fan betinken dat wat se yn gophers waarnommen hawwe, ek koe barre yn minsken en oare primaten, dy't in heul ferlykbere piramidale struktuer hawwe.Se tinke dat it sels in ferskynsel kin ferklearje dat yn 1933 foar it earst beskreaun is, it Stiles-Crawford-effekt neamd, wêrby't ljocht dat troch it sintrum fan 'e pupil trochgiet, helderder beskôge wurdt as ljocht dat ûnder in hoeke trochgiet.Omdat it sintrale ljocht mear rjochte wurde kin op de mitochondriale bondel, tinke de ûndersikers dat it better rjochte wurde kin op it kegelpigment.Se suggerearje dat it mjitten fan it Stiles-Crawford-effekt kin helpe by de iere opspoaring fan retinale sykten, wêrfan in protte liede ta mitochondriale skea en feroaringen.Lee's team woe analysearje hoe't sike mitochondria ljocht oars fokusje.
It is in "moai eksperiminteel model" en in heul nije ûntdekking, sei Yirong Peng, in assistint heechlearaar oogheelkunde oan UCLA dy't net belutsen wie by de stúdzje.It sil nijsgjirrich wêze om te sjen oft dizze mitochondriale bondels ek kinne funksjonearje binnen roeden om nachtfisy te ferbetterjen, tafoege Peng.
Teminsten yn kegels, dizze mitochondria koe hawwe evoluearre yn mikrolenses omdat harren membranen binne opboud út lipiden dy't natuerlik brekke ljocht, Lee sei."It is gewoan it bêste materiaal foar de funksje."
Lipiden lykje dizze funksje ek op oare plakken yn 'e natuer te finen.By fûgels en reptilen binne yn it netvlies struktueren ûntwikkele dy't oaljedruppels neamd wurde dy't as kleurfilters tsjinje, mar nei alle gedachten ek funksjonearje as mikrolenzen, lykas mitochondriale bondels.Yn in grut gefal fan konvergente evolúsje, fûgels dy't boppe de holle sirkulearje, muggen dy't om har hearlike minsklike proai buzzje, lêze jo dit mei passende optyske funksjes dy't ûnôfhinklik binne evoluearre - oanpassingen dy't sjoggers lûke.Hjir komt in heldere en heldere wrâld.
Notysje fan bewurker: Yirong Peng krige de stipe fan it Klingenstein-Simons Fellowship, in projekt dat foar in part stipe wurdt troch de Simons Foundation, dy't ek dit ûnôfhinklik bewurke tydskrift finansiert.It finansieringsbeslút fan 'e Simmons Foundation hat gjin ynfloed op ús rapportaazje.
Korreksje: 6 april 2022 De titel fan 'e haadôfbylding identifisearre earst ferkeard de kleur fan 'e mitochondriale bondels as pears ynstee fan giel.Purple kleuring is ferbûn mei it membraan om de bondel hinne.
Quanta tydskrift moderearret resinsjes te befoarderjen in ynformearre, sinfol en beskaafde dialooch.Reaksjes dy't oanstjitlik, godslasterlik, selspromoasje, misliedend, ûnkoherint of off-topic binne, wurde ôfwiisd.Moderators binne iepen yn normale wurktiden (New York-tiid) en kinne allinich opmerkings akseptearje skreaun yn it Ingelsk.
Post tiid: Aug-22-2022
