Генетики наделили мышей человеческим зрением

Мыши видят цвета не так, как люди, а примерно таким образом, как воспринимают цвета дальтоники, не различающие зелёный и красный. Однако исследователи из университета Калифорнии в Санта-Барбаре (University of California, Santa Barbara — UCSB), медицинского института Говарда Хьюза (Howard Hughes Medical Institute) и школы медицины университета Джона Хопкинса (Johns Hopkins School of Medicine) методами генной инженерии дали мышам человеческое цветное зрение.

Трихроматическое зрение у людей обеспечивается, соответственно, тремя типами рецепторов в сетчатке, называемых условно S, M и L (короткие, средние и длинные волны в пределах видимого диапазона). У мышей в сетчатке есть только рецепторы S и M.

Ещё в 2003-м Джеральд Якобс (Gerald Jacobs) из UCSB и его коллеги-генетики начали опыты по созданию мышей, несущих гены, кодирующие производство белков как для рецепторов S, M, так и L типа. Для последнего они воспользовались человеческим геном, который вставлялся в одну из Х-хромосом мыши вместо гена, кодирующего белок M-диапазона.

При этом естественный механизм деактивации одной из двух Х-хромосом в клетке (опыты проводили с женскими особями) приводил к тому, что в части клеток сетчатки работали гены, кодирующие, как и у обычных мышей, рецепторы S и M, а в другой части: S и L.

Поскольку деактивация той или иной X-хромосомы – процесс случайный — число рецепторов M и L оказывалось в глазу примерно равным.

Теперь исследователи показали, что у мышей не просто формируется трихроматическая сетчатка, но что их мозг тут же перестраивается, чтобы правильно осознавать новое — трёх-, а не двухцветное видение мира.

То есть — они действительно отличают новый сигнал от старого, а не просто оказываются чувствительными к ещё одному диапазону волн.

Учёные поставили с генетически изменёнными мышами опыт, в котором зверьки могли получить соевое молоко лишь тогда, когда верно распознавали, какой из трёх огней отличается по цвету от двух других (включались в произвольном порядке, например, голубой и оранжевый цвета).

После десятков тысяч таких тестов исследователи убедились, что мыши с человеческим зрением правильно определяли отличающийся цвет в 80% испытаний, в то время как мыши из контрольной группы (с обычным мышиным зрением) — подходили к нужному фонарику в одной трети всех испытаний, что точно соответствовало случайному угадыванию (напомним, всего огней и было три штуки).

А это значит, что сравнительно простые генетические изменения (всего-навсего — новый белок в рецепторах сетчатки) могут иметь куда более серьёзные последствия в сенсорном восприятии.

Это также означает, что мозг приспосабливается к обработке новых для себя сигналов. Причём, полагают исследователи, аналогичный механизм расширения восприятия, не только на уровне "датчиков", но и на уровне мозга, то есть — осознания информации, может работать и с рецепторами обоняния и вкуса.

Таким образом, генная манипуляция дала мышам такое цветное зрение, какое (среди млекопитающих) ранее имелось лишь у приматов. И гибкая нервная система животных охотно приняла такое изменение.

Подробнее — в пресс-релизе института Говарда-Хьюза, новости в журнале Science и статье самих авторов исследования там же.