Предыдущие исследования показали, что млекопитающие могут экспрессировать белки опсины, но было мало информации о том, на какие функции они могут влиять. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Current Biology.
Авторы другого исследования
Кальмары, осьминоги, каракатицы, амфибии и ящерицы-хамелеоны относятся к числу животных, которые в мгновение ока могут изменить цвет своей кожи. У них есть фоторецепторы на коже, которые работают независимо от их мозга. Фоторецепторы являются частью семейства белков, известных как опсины. У млекопитающих тоже имеются опсины. Опсины являются наиболее распространенными белками в сетчатке. Эти светочувствительные фотопигменты ответственны за цветовое зрение (конусные опсины) и зрение при тусклом свете (родопсин).
Материалы и методы обследования
В этом исследовании ученые использовали мышей без фоторецепторов сетчатки и с нефункциональным геном меланопсина.
Результаты научной работы
Результаты исследования показали, что тип опсина, известный как нейропсин, экспрессируется в волосяных фолликулах мышей и синхронизирует циркадные часы кожи с циклом свет-темнота, независимо от глаз или мозга.
«Это первая функциональная демонстрация фоторецепторов опсина вне глаза, непосредственно контролирующих циркадные ритмы у млекопитающих», – комментирует автор исследования Этан Бур (Ethan Buhr), научный сотрудник в Медицинской школе Университета Вашингтона (University of Washington School of Medicine).
Предполагалось, что, когда млекопитающие эволюционировали, мозг взял на себя информирование всех органов тела, будь то день или ночь. Но, по его словам, это исследование показало, что кожа на самом деле экспрессирует свои собственные фоторецепторы, используя ранее загадочный член семейства генов опсина, нейропозин. Это означает, что кожа может ощущать, день это или ночь.
Другие исследования показали, что важная физиология кожи контролируется циркадными часами. Например, что ультрафиолетовое излучение, полученное ранним утром, оказывало в 5 раз больший эффект при возникновении рака кожи у мышей по сравнению с тем же самым светом, полученным вечером из-за циркадных изменений в способности кожи восстанавливать повреждения ДНК. Исследователи теперь хотят пронаблюдать, заживет ли кожа лучше, если она подвергается определенному типу света.
«Хотя наши исследования еще продолжаются, мы предполагаем, что определенные цвета света в определенное время дня будут влиять на заживление кожи», – объясняет Этан Бур.
Потенциал использования циркадных ритмов для улучшения медицинской практики является растущей областью исследования. Недавняя работа показала, что время введения лекарственного препарата в определенные часы дня или ночи может оказать значительное влияние на эффективность лекарства. Вероятно, это же наблюдение относится и к кожным препаратам. Как правило, фоторецепторы сетчатки объединяются с меланопсином, чтобы сообщить циркадным часам мозга, будет ли он светлым или темным. Таким образом, экспериментальные мыши не могли синхронизировать свое поведение с циклом свет-темнота. Однако циркадные ритмы кожи этих животных оставались синхронизированными с локальным циклом свет-темнота. Некоторые мыши просыпались на рассвете, некоторые в сумерках. Мыши обычно бегали только ночью, но некоторые начинали бегать в колесе, пока не стемнело. Несмотря на это, кожа может использовать нейропсин, чтобы чувствовать цикл свет-темнота и сохранять время.
Авторы другого исследования утверждают, что от способа рождения зависит состав микробиома кожи ребенка.
