Впервые за 50 лет найден новый светочувствительный белок

Большинство растений улавливают солнечные лучи с помощью хлорофилла — пигмента, играющего ключевую рольв процессе фотосинтеза; именно за счет хлорофилла растения преобразуют энергию Солнца в энергию химических связей.

У животных тоже есть биомолекулы, реагирующие на свет — пигменты родопсины. Самый хорошо изученный родопсин находится в клетках-палочках человеческой сетчатки; благодаря ему мы видим в сумерках; другие его разновидности встречаются у микроогранизмов — одноклеточных водорослей и бактерий. В их клетках родопсины используются как хлорофилл в клетках растений.

Такие родопсины ученые расчитывали обнаружить в клетках водных одноклеточных, выловленных в Галилейском озере. Впрыснув витамин А в культуру бактерий E. coli, в ДНК которых добавили фрагменты ДНК организмов из озера, ученые увидели фиолетовое окрашивание — признак присутствия родопсинов. Однако дальнейший анализ ДНК показал, что окрашивание было вызвано присутствием новой, ранее неизвестной науке разновидности родопсина.

О роли гелиородопсина в клетке пока известно немного. Ген, кодирующий его, во многом схож с генами, кодирующими родопсины водорослей и бактерий, но само вещество медленнее, поэтому ученые подозревают, что он, как и родопсин в сетчатке наших глаз, не запускает фотосинтез, а передает сигнал об изменении освещенности. Кроме того, ученые установили, что это разновидности родопсина в природе много: он есть в водорослях, бактериях даже вирусах, живущих в почве; организмы, использующие его, встречаются во всех крупных земных водоемах. До сих пор ученые не знали, что у всех этих организмов есть светочувствительные химические сенсоры; как они их используют, ученым предстоит разобраться.

Новый вид родопсина может помочь ученым в разработке новых устройств для хранения данных, новых солнечных батарей и методов оптогенетики — управления активностью отдельных генов с помощью света для изучения роли этих генов в организме. Исследование опубликовано в журнале Nature.