Entdeckung wirft neues Licht auf die Einleitung der vision Prozess

Eine Entdeckung von einem team von Forschern, geführt von einem der Syracuse University Physiker wirft ein neues Licht auf, wie die vision Prozess initiiert. Fast 50 Jahre lang haben Wissenschaftler geglaubt, dass die Licht-Signale konnte nicht gestartet werden, es sei denn, Besondere Licht-rezeptor-Moleküle in die Zellen der Netzhaut erste änderten Ihre Form in einem Prozess, der als Isomerisierung. Aber die SU-Forschung-team, das auch Forscher von der Columbia University hat gezeigt, dass die visuellen Signale eingeleitet werden kann, in der Abwesenheit von Isomerisierung.

„Wir haben gezeigt, dass die chromophoren (Licht-absorbierende Substanzen in der Netzhaut-lichtempfänger-Moleküle), nicht haben, die Form zu ändern, um die zum auslösen des visual signal“, sagt Kenneth Foster, professor der Physik in SU ‚ s College of Arts and Sciences. „Die Gestalt zu ändern, dass die Ergebnisse von der Isomerisierung ist eigentlich der zweite Schritt in dem Prozess. Historisch gesehen, haben die Wissenschaftler konzentrierten sich auf die Isomerisierung ohne zu merken, es ist ein früher und wichtiger Erster Schritt.“

Die Forschung wurde online veröffentlicht 23. Juni in der Zeitschrift Chemie und Biologie und ist die cover-Artikel für die print-version erscheinen. Juni 24. Die Arbeit wurde in Zusammenarbeit mit Juree Saranak, research assistant professor in der Abteilung von Physik; und Koji Nakanishi, professor der Chemie an der Columbia University. Nakanishi ‚ s Gruppe war verantwortlich für die synthetische Chemie, das ging in den verbindungen getestet, bei SU. Die Nationalen Institute der Gesundheit finanzierten die Forschung.

Chromophore absorbieren Licht, nachdem es in die Augen, Aufrechnung eine extrem schnelle Reihe komplexer molekularer Veränderungen, die es ermöglichen, Licht, Signale zu übertragen zu, und interpretiert das Gehirn, so dass wir visuell wahrnehmen, die Welt um uns herum. Visual Chromophore sind aus der Netzhaut (eine Art von vitamin A), die misst, um ein protein (Opsin pro) zu bilden, unterscheidet.

Foster ‚ s team von Forschern entdeckt, dass die visuelle Prozess initiiert, der durch die Umverteilung der Elektronen auf die Chromophore, die Auftritt, während der ersten paar femptoseconds (ein Billiardstel einer Sekunde), nach dem Licht ins Auge. Ihre Experimente zeigten, dass, wenn ein Chromophor absorbiert ein photon des Lichtes, bewegen sich Elektronen aus dem Chromophor ist „frei“ – Ende an die Stelle wo man misst, um Opsin pro. Die Bewegung der Elektronen bewirkt eine änderung in dem elektrischen Feld der Umgebung der chromophore. Dass die änderung erkannt wird, indem Sie in der Nähe Aminosäuren, die sehr sensibel auf Veränderungen im elektrischen Feld. Diese Aminosäuren, die wiederum das signal den rest der rhodopsin-Molekül zu initiieren, die den visuellen Prozess.

„Wir haben festgestellt, dass die komplette Sperrung der Isomerisierung der chromophore schließt nicht aus, dass vision in unserem Modellorganismus,“ Foster sagt. „Das signal ausgelöst wird, als Folge der elektronischen Kopplung statt, die eine geometrische änderung in der Chromophor-Struktur wie bisher angenommen. Wir glauben, dass dies ein universeller Mechanismus, der aktiviert wird, alle rhodopsine präsentieren in Organismen von Bakterien bis zu Säugetieren.“

Foster schreibt seine Erkenntnisse zu neuen Technologien und wissenschaftlichen Informationen, die nicht verfügbar vor 50 Jahren, als Wissenschaftler zum ersten mal versucht zu verstehen, wie Menschen sehen. „Vor fünfzig Jahren Wissenschaftler hatten wenig wissen über die Struktur der rhodopsine“, sagt er. „Fortschritte in der Technologie haben es ermöglicht Wissenschaftlern, um zu bestimmen, die rhodopsin-Struktur auf der Ebene der Aminosäuren, die es uns ermöglicht design-sensitive Experimente, die zum test unserer Hypothesen.“

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