Плотное скопление митохондрий в колбочках позволяет концентрировать свет на рецепторных белках, расположенных за ними.
Свет, проходя сквозь массу митохондрий, концентрируется в наружном (прозрачном) сегменте колбочки / © Ball et al., 2022
Митохондрии — органеллы, которые производят АТФ, снабжая клетки энергией. Их роль так важна, что митохондрии присутствуют в каждой клетке во множестве. Они обнаруживаются даже во внутренней части колбочек — чувствительных клеток сетчатки глаза. И там они несут еще одну полезную функцию, преломляя и фокусируя свет на белковых рецепторах, воспринимающих свет. Об этом рассказывается в статье, опубликованной в журнале Science Advances.
В самом деле, свет, пройдя сквозь хрусталик, попадает на сетчатку, где расположены чувствительные клетки — колбочки и палочки. Каждая колбочка напоминает веретено на длинной ножке, и фотонам требуется пройти всю ее длину, прежде чем попасть к вершине «веретена», в его наружный сегмент, где расположены воспринимающие их белки. Поэтому структуры колбочек максимально прозрачны. Однако на пути у света оказывается плотное скопление митохондрий, находящихся в наружном сегменте. Ученых давно интересовало, какую роль они там играют? Ведь теоретически эти митохондрии должны препятствовать прохождению фотонов.
Схема строения колбочки. Наружный и внутренний сегменты обозначены цифрами 6 и 7, митохондрии — 2 / ©Distorted, Wikimedia Commons
Чтобы разобраться в этой загадке, Вэй Ли (Wei Li) и его коллеги из Национального института глаза (NEI) провели эксперименты с образцами сетчатки, полученными у 13-полосных сусликов (Ictidomys tridecemlineatus): эти животные плохо видят в темноте, и сетчатка их глаз содержит мало палочек, зато весьма богата колбочками. Животных усыпляли, забирали у них сетчатку, после чего выделяли лишь слой чувствительных клеток, которые изучали под конфокальным микроскопом. Это позволило рассмотреть, как свет меняется, проходя сквозь колбочки и их плотные скопления митохондрий.
Обнаружилось, что вместо того, чтобы рассеивать свет, митохондрии концентрировали его, отправляя дальше, к рецепторам внешнего сегмента. Это подтвердило и компьютерное моделирование: скопление митохондрий в колбочке действует как дополнительная линза, еще более фокусируя проходящее сквозь него излучение. По мнению авторов, эта функция митохондрий может объяснять и явление, известное как эффект Стайлса — Кроуфорда. Оно состоит в том, что свет, попадающий на сетчатку под более прямыми углами, воспринимается как более яркий, чем приходящий с периферии.
