همه حيوانات داراي کروموفور شبکيه اي (آلدئيد ويتامين آ ) هستند و بسته به پروتئين هاي گيرنده نور (اوپسين ها) مرتبط با اين کروموفورها، همان مولکول مي تواند طيفي از رنگها را از آبي و حتي فرابنفش تا قرمز جذب کند.

 اينکه چگونه يک تک مولکول مي تواند اين کار را انجام دهند تا کنون يک راز بود.

اکنون محققان به سرپرستي پروفسور “بابک برهان” از دانشگاه دولتي ميشيگان سعي کرده اند سازوکاري را شناسايي کنند که در آن اوپسين ها طيف جذب نور کروموفور شبکيه اي را تغيير مي دهند.

 اين پژوهشگران تلاش هاي خود را بر روي رنگدانه اي متمرکز کردند که در سلول هاي گيرنده نور شبکيه انسان يافت مي شود. اين رنگدانه “رودوپسين” نام دارد و حاوي اوپسين و اجزاي کروموفور است.

يکي از مهمترين نظريه ها درباره چگونگي عملکرد شبکيه اين است که اين قسمت از چشم در يک انتها داراي شارژ بسيار مثبت است از اين رو مي تواند اين شارژ الکترواستاتيکي را در سراسر مولکول کروموفور توزيع کند اين امر مي تواند آن را به جذب طول موج هاي بلند تر در انتهاي طيف قرمز قادر سازد.

 نظريه ديگر اين است که يک تغيير در شکل ترکيب کروموفور- اوپسين مي تواند توانايي هاي جذب را تغيير دهد.

به گفته برهان مشکلات آزمايش اين نظريه، دشواري کار با رنگدانه هاي بصري است.

از اين رو برهان و همکارانش از پروتئين اتصال رتينول سلولي انسان  (hCRBPII)استفاده کردند. اين يک پروتئين روده اي است که به رتينول مي چسبد که بسيار به شبکيه اي نزديک است  و به راحتي دچار جهش مي شود.

 اين محققان نخست جهشي را در (hCRBPII)ايجاد کردند تا بتواند به شبکيه بچسبد.

سپس توزيع بار الکترواستاتيکي بر روي مولکول شبيکه اي را با جايگزيني اسيد آمينه در منطقه اي که شبکيه براي اتصال به (hCRBPII)استفاده مي کند به روش هاي مختلف تغيير دادند از اين رو گستره اي از پروتئين هاي رنگدانه اي را توليد کردند.

اين گروه سپس از روش اسپکتروفتومتري براي مقايسه نور وارد و خارج شده از پروتئين استفاده کردند تا تعيين کنند کدام طول موج جذب مي شود.

 با استفاده از اين راهبرد محققان توانستند اثبات کنند نظريه توزيع بار الکترواستاتيکي درست است و بروز هيچ تغيير شکلي لازم نيست.

تحقيق جديد و جانبي ديگر توليد ۱۱ رنگدانه مصنوعي جديد است که مي توان از آنها براي مطالعه رديابي پروتئين ها يا انواع سلولي و همچنين ديگر کاربردهاي ممکن از جمله رنگهاي غذا استفاده کرد.

 يکي از اين رنگدانه هاي جديد مي تواند طول موج قرمز ۶۴۴ نانومتري را جذب کند که از نظريه حداکثر توان جذب طول موج شبکيه (۵۶۰نانومتر) بالاتر و نزديک به طول موج فروسرخ (۷۵۰ نانومتر) است.

نتايج اين تحقيقات در نشريه ساينس منتشر شده است.

 منبع:کانون