Investigadores de Johns Hopkins y la Universidad de Washington informan una nueva investigación que arroja luz sobre cómo la retina establece su propio ritmo biológico utilizando un nuevo pigmento sensible a la luz, llamado neuropsina, que se encuentra en las células nerviosas en la parte posterior del ojo.
"Nadie sabía lo que realmente hacía la neuropsina", dice King-Wai Yau, Ph.D., profesor de neurociencia en la Facultad de Medicina Johns Hopkins. "Solo sabíamos que existía en el genoma de los mamíferos y puede ayudar a establecer el momentode reproducción para algunas aves. Ahora creemos que sabemos lo que hace en los mamíferos ". El nuevo estudio, descrito en un informe en línea el 21 de septiembre de la revista Actas de la Academia Nacional de Ciencias , da paso a una visión más compleja de la retina, según Zheng Jiang, Ph.D., un becario postdoctoral y uno de los autores del artículo.
La neuropsina es una de las siete proteínas "opsina" relacionadas en los mamíferos. Cuatro permiten que las células de los bastones y los conos de la retina absorban la luz de diferentes longitudes de onda y transmitan esa información al cerebro para que el ojo pueda ver imágenes. Otra opsina, la melanopsina, también absorbe la luz pero la usa para guiar procesos como la constricción de la pupila y los ritmos circadianos. Se encuentra en las células nerviosas que conectan la retina con el reloj maestro del cuerpo, los núcleos supraquiasmáticos del cerebro. Por sí solo, este reloj maestro tiende a funcionarmás lento que 24 horas en humanos y más rápido que 24 horas en ratones, por lo que es necesario restablecerlo constantemente al entorno claro / oscuro mediante señales de la retina.
Yau explica que casi todos los tejidos del cuerpo también tienen un "reloj" molecular local para regular los patrones de actividad, pero la mayoría de ellos no se pueden restablecer a la luz por sí solos. En cambio, todos menos uno de estos relojes moleculares se sincronizan porel reloj maestro dentro del cerebro, con la excepción de la retina, que mantiene sus propios ritmos mientras envía al reloj maestro las señales que necesita para establecer el tempo de actividad claro-oscuro para el resto del cuerpo.
En trabajos anteriores, el colaborador de Yau, Russell van Gelder, MD, Ph.D., profesor de oftalmología en la Universidad de Washington, estudió los ritmos circadianos de ratones genéticamente modificados a los que les faltaban células de varilla y cono y melanopsina., los ritmos circadianos de estos ratones continuaron ciclando pero ya no pudieron adaptarse a los cambios en la exposición a la luz. Sorprendentemente, sin embargo, los patrones de actividad de las retinas todavía respondían a los cambios de luz, lo que sugiere que había otro pigmento en juego.
"La retina es el único tejido conocido que ignora el reloj maestro, pero se mantiene en un horario, así que queríamos saber cómo", dice Wendy Yue, una estudiante graduada en el laboratorio de Yau que trabajó en el proyecto.
Sospechando una de las dos proteínas opsina con funciones desconocidas, los equipos crearon dos tipos más de ratones, a cada uno le faltaba uno de los genes opsina. Las retinas de los ratones sin opsina 3 continuaron siendo sensibles a la luz pero sus patrones de actividad fueron menoresrobusto. Sin embargo, incluso con bastones, conos y melanopsina intactos, las retinas de los ratones sin neuropsina perdieron su capacidad de adaptarse a los nuevos patrones de luz y oscuridad.
Al repetir sus experimentos con diferentes longitudes de onda de luz, el equipo descubrió que la neuropsina responde a los rayos UV-A y a la luz violeta. "Eso significa que la retina usa señales de luz separadas para configurar su propio reloj y el del reloj maestro del cuerpo, elel último de los cuales se establece en función de la luz azul / verde absorbida por la melanopsina, así como del azul a través de la luz roja absorbida por las varillas y los conos ", dice Yau.
Luego, el equipo usó un "gen localizador" especializado, llamado gen informador, para determinar dónde hace su trabajo la neuropsina. Descubrieron que, al igual que la melanopsina, se encuentra en las células neuronales que conectan la retina con el cerebro, aunqueEstas células particulares que ingresan al cerebro siguen siendo inciertas. Misteriosamente, dicen los investigadores, también lo encontraron en la córnea, que no se cree que contenga pigmentos, ya que su trabajo es dejar pasar la luz al resto del ojo.
"Queda mucho trabajo por hacer", dice Xiaozhi Ren, Ph.D., becario postdoctoral en el laboratorio de Yau. "Por ejemplo, no sabemos qué tipo de señales - químicas o eléctricas -la neuropsina usa para ajustar el reloj de la retina ". Yau dice que también quieren investigar qué papel juega la opsina 3.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Medicina Johns Hopkins . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :