Gumpalan mitokondria (konéng) di jero congcot photoreceptor gopher maénkeun peran anu teu disangka-sangka dina fokus cahaya diffuse anu langkung tepat (bercahaya ti handap) (beam biru).Paripolah optik ieu tiasa ningkatkeun visi ku ngajantenkeun pigmén dina sél congcot langkung éfisién pikeun moto cahaya.
Hiji reungit ningali anjeun ngaliwatan susunan microlens.Anjeun ngahurungkeun sirah anjeun, nyekel flyswatter dina leungeun anjeun, sarta kasampak di vampir kalawan hina anjeun, panon single-lensed.Tapi tétéla nu bisa ningali silih - sarta dunya - leuwih ti anjeun pikir.
Panalitian anu diterbitkeun bulan kamari dina jurnal Science Advances mendakan yén di jero panon mamalia, mitokondria, organél anu ngandung gizi sél, tiasa nyandak peran microlens kadua, ngabantosan fokus cahaya dina fotopigmén, pigmén ieu ngarobih cahaya janten sinyal saraf pikeun otak. nafsirkeun.Papanggihan nunjukkeun kasaruaan anu luar biasa antara panon mamalia sareng panon majemuk serangga sareng artropoda sanés, nunjukkeun yén panon urang sorangan gaduh pajeulitna optik laten sareng yén évolusi parantos ngajantenkeun bagian kuno tina anatomi sélulér urang pikeun kagunaan anyar.
Lénsa di hareup panon museurkeun cahaya ti lingkungan kana lapisan ipis jaringan di tukang, disebut rétina.Di dinya, sél photoreceptor - congcot anu ngawarnaan dunya urang sareng rod anu ngabantosan urang napigasi dina cahaya remen - nyerep cahaya sareng ngarobih kana sinyal saraf anu nuju ka otak.Tapi fotopigmén lokasina di tungtung pisan tina photoreceptors, langsung balik kebat mitokondria kandel.Susunan aneh tina kebat ieu ngarobah mitokondria kana halangan panyebaran cahaya anu teu perlu.
Mitokondria mangrupikeun "panghalang terakhir" pikeun partikel cahaya, saur Wei Li, panalungtik senior di National Eye Institute sareng panulis kalungguhan kertas.Mangtaun-taun, élmuwan visi teu bisa ngarti susunan aneh ieu organél - sanggeus kabeh, mitokondria lolobana sél nempel kana organél sentral maranéhanana - inti.
Sababaraha élmuwan geus ngusulkeun yén balok ieu bisa geus mekar teu jauh ti mana sinyal cahaya dirobah jadi sinyal saraf, hiji prosés énergi-intensif anu ngamungkinkeun énergi pikeun gampang ngompa sarta dikirimkeun gancang.Tapi lajeng panalungtikan mimiti némbongkeun yén photoreceptors teu butuh saloba mitokondria pikeun énergi-sabalikna, aranjeunna bisa meunang leuwih énergi dina prosés nu disebut glikolisis, nu lumangsung dina sitoplasma gelatinous sél urang.
Lee sareng timnya diajar ngeunaan peran saluran mitokondria ieu ku nganalisa sél congcot tina gopher, mamalia leutik anu gaduh visi siang anu saé tapi saleresna buta wengi kusabab photoreceptors congcotna henteu saimbang ageung.
Saatos simulasi komputer némbongkeun yén bundles mitokondria bisa mibanda sipat optik, Lee sarta timnya mimiti percobaan dina objék nyata.Aranjeunna nganggo conto ipis rétinas bajing, sareng kalolobaan sél dipiceun kecuali sababaraha kerucut, ku kituna aranjeunna "ngan ukur kantong mitokondria" dibungkus rapih di jero mémbran, saur Lee.
Ku illuminating sampel ieu jeung taliti examining eta dina mikroskop confocal husus dirancang ku John Ball, élmuwan di lab Lee sarta kalungguhan panulis ulikan, urang kapanggih hiji hasil nu teu kaduga.Cahaya anu ngaliwatan sinar mitokondria némbongan salaku sinar anu terang, fokus seukeut.Panaliti nyandak poto sareng pidéo cahaya anu nembus gelap ngaliwatan microlenses ieu, dimana photopigmén ngantosan dina sato hirup.
Bungkusan mitokondria muterkeun hiji peran konci, teu salaku halangan, tapi dina delivering saloba mungkin cahaya ka photoreceptors kalawan leungitna minimal, Li nyebutkeun.
Ngagunakeun simulasi, anjeunna sareng kolega-Na dikonfirmasi yén pangaruh lénsa utamana disababkeun ku kebat mitokondria sorangan, teu ku mémbran sabudeureun éta (sanajan mémbran muterkeun hiji peran).A quirk tina sajarah alam gopher urang ogé mantuan aranjeunna nunjukkeun yén bentuk kebat mitokondria penting pikeun kamampuhna pikeun fokus: salila bulan gopher hibernates, bundel mitokondria na jadi disordered tur ngaleutikan.Nalika para panalungtik ngamodelkeun naon anu kajantenan nalika cahaya ngaliwat bungkusan mitokondria tina bajing taneuh sare, aranjeunna mendakan yén éta henteu konsentrasi cahaya sapertos nalika dipanjangkeun sareng diurutkeun pisan.
Baheula, élmuwan séjén geus ngusulkeun yén bundles mitokondria bisa mantuan ngumpulkeun cahaya dina rétina, catetan Janet Sparrow, profesor ophthalmology di Columbia University Médis Center.Tapi, idena sigana aneh: "Sababaraha jalma sapertos kuring seuri sareng nyarios, 'Hayu, naha anjeun leres-leres ngagaduhan seueur mitokondria pikeun nungtun cahaya?'– ceuk manéhna."Éta mangrupikeun dokumén anu ngabuktikeun éta - sareng éta saé pisan."
Lee sareng rekan-rekannya yakin yén naon anu dititénan dina gophers ogé tiasa lumangsung dina manusa sareng primata sanés, anu ngagaduhan struktur piramida anu sami.Aranjeunna pikir malah bisa ngajelaskeun fenomena munggaran digambarkeun dina 1933 disebut efek Stiles-Crawford, nu cahaya ngaliwatan pisan puseur murid dianggap caang batan cahaya ngaliwatan hiji sudut.Kusabab lampu sentral bisa leuwih difokuskeun kana kebat mitokondria, peneliti pikir éta bisa jadi hadé fokus kana pigmén congcot.Aranjeunna nyarankeun yén ngukur pangaruh Stiles-Crawford tiasa ngabantosan dina deteksi awal panyakit rétina, seueur anu nyababkeun karusakan sareng parobahan mitokondria.Tim Lee hoyong nganalisis kumaha fokus mitokondria anu sakit dina béda-béda.
Éta mangrupikeun "modél ékspérimén anu saé" sareng penemuan énggal, saur Yirong Peng, asistén profésor ophthalmology di UCLA anu henteu kalibet dina pangajaran.Bakal jadi istiméwa ningali lamun bundles mitokondria ieu ogé bisa boga fungsi di jero rod pikeun ngaronjatkeun visi peuting, tambah Peng.
Sahenteuna dina congcot, mitokondria ieu bisa geus robah jadi microlenses sabab mémbran maranéhanana diwangun ku lipid nu alami refract cahaya, ceuk Lee."Éta ngan ukur bahan anu pangsaéna pikeun fitur éta."
Lipid ogé sigana mendakan fungsi ieu di tempat sanés di alam.Dina manuk jeung réptil, struktur nu disebut titik-titik minyak geus dimekarkeun dina rétina nu ngawula ka salaku saringan warna, tapi ogé dianggap boga fungsi salaku microlenses, kayaning bundles mitokondria.Dina kasus grand évolusi konvergen, manuk circling overhead, reungit buzzing sabudeureun mangsa pikaresepeun maranéhanana manusa, anjeun baca ieu kalawan fitur optik luyu nu geus mekar sacara mandiri - adaptasi nu metot pemirsa.Di dieu datang hiji dunya jelas tur caang.
Catetan redaktur: Yirong Peng nampi dukungan ti Klingenstein-Simons Fellowship, proyék anu dirojong sabagian ku Yayasan Simons, anu ogé ngabiayaan majalah anu diédit sacara mandiri ieu.Kaputusan dana Yayasan Simmons henteu mangaruhan laporan urang.
Koreksi: 6 April 2022 Judul gambar utama mimitina salah nangtukeun warna bungkusan mitokondria salaku wungu tinimbang konéng.Pewarnaan ungu pakait sareng mémbran ngurilingan bungkusan.
Majalah Quanta ngatur ulasan pikeun ngamajukeun dialog anu terang, bermakna sareng beradab.Koméntar anu nyinggung, hujat, promosi diri, nyasabkeun, teu koheren, atanapi di luar topik bakal ditolak.Moderator dibuka salila jam bisnis normal (waktu New York) jeung ngan bisa nampa komentar ditulis dina basa Inggris.
waktos pos: Aug-22-2022
