Los componentes clave de las conexiones eléctricas entre los receptores de luz en el ojo y el impacto de estas conexiones en los primeros pasos del procesamiento de la señal visual se han identificado por primera vez, según una investigación publicada hoy en Avances científicos por el Centro de Ciencias de la Salud de la Universidad de Texas en Houston UTHealth.
Para comprender completamente cómo los receptores de luz, llamados fotorreceptores, impactan las primeras etapas del proceso de visión, los investigadores tradicionalmente han centrado su atención en cómo dos células sensoriales clave, bastones y conos, convierten las partículas elementales de luz en señales eléctricas.y cómo estas señales se transmiten al cerebro a través de circuitos dedicados. Las varillas se usan para la visión nocturna y los conos se usan para la visión diurna y en color. Si bien se sabe desde hace algún tiempo que las señales eléctricas pueden propagarse entre los fotorreceptores a través de conectores celulares llamados uniones huecas, la naturaleza y la función han quedado mal entendidas.
"Esta investigación conducirá a una mejor comprensión de cómo la retina procesa las señales de los bastones y los conos en los ojos, en particular en condiciones de iluminación ambiental cuando ambos tipos de fotorreceptores están activos, como al amanecer y al anochecer. Este conocimiento esactualmente desaparecido y puede que tenga que tenerse en cuenta al diseñar fotorreceptores o implantes de retina para restaurar la visión ", dijo Christophe P. Ribelayga, PhD, coautor principal del estudio y profesor asociado y Bernice Weingarten Presidente del Departamento de Oftalmología y Ruiz de Ruiz.Ciencias Visuales en la Escuela de Medicina McGovern en UTHealth.
El co-autor principal Steve Massey, PhD, es profesor, Elizabeth Morford Chair y director de investigación en el Departamento de Oftalmología y Ciencias Visuales Ruiz en la Escuela de Medicina McGovern en UTHealth.
El acoplamiento, o comunicación, entre bastones y conos en la retina es fundamental para comprender cómo funciona el proceso de señalización visual.
Lo que los investigadores descubrieron, para su sorpresa, es que los bastones no se comunican directamente con otros bastones y los conos rara vez se comunican directamente con otros conos. En cambio, la mayoría de la señalización ocurre a través de la comunicación entre bastones y conos. Los investigadores identificaron una proteína específica llamadaconnexin36 Cx36 como el componente principal de las uniones de barra / cono.
"Notamos que cada varilla tiene acceso eléctrico a un cono y que las uniones de cono / cono son muy raras", dijo Massey. "Estimamos que más del 95% de todas las uniones entre fotorreceptores son uniones de varilla / cono"; tienen el mayor volumen y la mayor conductancia. Por lo tanto, las uniones de barra / cono dominan la red de fotorreceptores tanto en tamaño como en número ".
Para ayudar a los investigadores a comprender mejor cómo está organizada la red de fotorreceptores, desarrollaron cepas genéticas de ratón para el trabajo que se criaron para eliminar las uniones huecas en bastones o conos.
"Nuestro estudio tiene implicaciones importantes", dijo Ribelayga. "Nuestros datos colocan las uniones de la barra / cono como la piedra angular de la red de fotorreceptores. La unión de la barra / cono es la entrada de una vía de barra a través de la cual las señales de origen de la barra puedenviajar a través de la retina. Por lo tanto, hemos generado ratones que son esencialmente deficientes para la entrada de esta vía. En futuros experimentos, utilizaremos estos animales para determinar la importancia funcional de la vía de la barra / cono en el procesamiento de la retina de las señales de la barra y paravisión."
En 2018, los investigadores del Departamento de Oftalmología y Ciencias Visuales de Ruiz recibieron más de $ 4 millones en subvenciones del Instituto Nacional del Ojo de los Institutos Nacionales de la Salud para estudiar el desarrollo, la función y las interacciones eléctricas de los fotorreceptores. Ribelayga y Massey lideraron el esfuerzo para colocarfuera de la arquitectura de la red de receptores eléctricamente acoplados, un paso crítico hacia una mejor comprensión de cómo los fotorreceptores codifican las señales de luz y cómo la retina procesa estas señales.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Centro de Ciencias de la Salud de la Universidad de Texas en Houston . Original escrito por Jeannette Sanchez. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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