Ученые из Венского университета (Австрия) вместе с коллегами из Института полярных и морских исследований имени Альфреда Вегенера (Бремерхафен, Германия) и Ольденбургского университета (Германия) совершили открытие, меняющее представление о росте и эволюции глаз. Исследовательская группа под руководством профессора доктора Кристин Тесмар-Райбль обнаружила у взрослых морских многощетинковых червей Platynereis dumerilii уникальную систему, позволяющую глазам расти всю жизнь. Ключевую роль в этом процессе играют нейрональные стволовые клетки, чья активность напрямую зависит от света.
Кольцо вечной молодости: стволовые клетки на краю сетчатки
Долгое время способность глаз расти во взрослом возрасте считалась преимущественно чертой некоторых позвоночных, например, рыб и земноводных. У них для этого существует особая зона по краю сетчатки — так называемая цилиарная краевая зона (ciliary marginal zone). В ней находятся стволовые клетки, которые постоянно производят новые нейроны, включая светочувствительные клетки (фоторецепторы).
Используя передовой метод секвенирования РНК единичных клеток (single-cell RNA sequencing), который позволяет анализировать генетическую активность отдельных клеток, первый автор исследования Надя Миливоев из Венского университета обнаружила похожую зону у червя Platynereis. Оказалось, что по краю его сетчатки также расположено плотное кольцо активно делящихся нейрональных стволовых клеток. Это открытие стало мостом между мирами беспозвоночных и позвоночных, показав, что для роста сложных «камерных» глаз (camera-type eyes), похожих на человеческие, в ходе эволюции могли использоваться сходные клеточные стратегии.
Свет как главный выключатель роста
Самым удивительным открытием стала регуляция этого роста с помощью света. Ученые выявили, что за реакцию стволовых клеток на освещение отвечает светочувствительная молекула ц-опсин (c-opsin). Ранее считалось, что глаза червей используют другой класс опсинов. Ц-опсин же — это тот самый тип молекул, который работает в палочках и колбочках сетчатки глаза человека и других позвоночных.
Исследователи установили, что ц-опсин присутствует в ранних клетках-предшественниках фоторецепторов червя. Это означает, что он действует как молекулярный переключатель: улавливая свет из окружающей среды, он напрямую влияет на активность стволовых клеток, заставляя их производить новые светочувствительные нейроны и увеличивать размер глаза. Таким образом, свет выполняет не только функцию сигнала для зрения, но и функцию регулятора развития нервной системы даже у взрослого организма.
Эволюционные параллели и новые вопросы
Это открытие заполняет важный пробел в понимании того, как сложные глаза растут и поддерживают свою функцию на протяжении жизни. Оно демонстрирует глубокие эволюционные параллели, указывая на возможные универсальные принципы развития органов чувств.
Работа также ставит новые фундаментальные вопросы. Могут ли другие стволовые клетки в нервной системе реагировать на свет? Как искусственное освещение, особенно в ночное время, может нарушать эти древние и тонкие природные механизмы регуляции? Поиск ответов на эти вопросы, как отмечает профессор доктор Флориан Райбль из Венского университета, поможет лучше понять, как нервная система адаптируется и восстанавливается, и каковы последствия антропогенного воздействия на живые организмы.
МЕДИК
Зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор) от 17.03.2025г. ЭЛ №ФС77-89146.
Сайт издания: https://medik.press