سنجاقکها می توانند نور قرمز را عمیق تر ببینند و این میتواند الهامبخش فناوری پزشکی نسل بعدی باشد.
به گزارش اطلاعات آنلاین و به نقل از نوروساینس نیوز (Neuroscience News)، سنجاقک ها ممکن است دنیا را به گونهای ببینند که فراتر از محدودیت های انسانی باشد؛ زیرا دانشمندان کشف کردند که این حشرات توسط یک پروتئین بینایی تخصصی که به طرز چشمگیری شبیه به پروتئین موجود در چشم انسان هاست می توانند نور قرمز بسیار عمیق، حتی تا نزدیکی مادون قرمز را تشخیص دهند. این توانایی احتمالاً به آنها کمک میکند تا با تشخیص تفاوتهای ظریف در نور منعکس شده، جفت خود را در حین پرواز تشخیص دهند.
گونههای جانوری مختلف گاهی اوقات به خودی خود به یک راهحل بیولوژیکی یکسان میرسند؛ پدیدهای که به عنوان تکامل موازی شناخته میشود.
پژوهشگران دانشگاه متروپولیتن اوساکا (OMU) ژاپن به این نتیجه رسیده اند که سنجاقک ها نور قرمز را به روشی تشخیص میدهند که دقیقاً منعکسکننده نحوه عملکرد پستانداران، از جمله انسان هاست. از آنجا که بسیاری از فناوریهای پزشکی به نور قرمز وابسته هستند، این کشف می تواند پیامدهایی فراتر از زیستشناسی حشرات داشته باشد.
بینایی انسان به پروتئینهایی در چشم به نام «اوپسین» (Opsin) متکی است. این پروتئینها به ما امکان درک رنگهای مختلف را می دهند. ما سه نوع اصلی از اوپسینها را داریم که هر کدام با طول موجهای آبی، سبز یا قرمز تنظیم شدهاند و در کنار هم، دید کامل رنگی را برایمان ممکن میسازند.
سنجاقکها در میان حشرات به دلیل توانایی در تشخیص نور قرمز متمایز هستند. پژوهشگران یک اوپسین خاص را در سنجاقکها شناسایی کرده اند که به نور در حدود ۷۲۰ نانومتر پاسخ میدهد. این طول موج فراتر از عمیقترین قرمزی است که انسانها معمولاً میتوانند ببینند. این یکی از حساسترین رنگدانههای بصری به قرمز است که تاکنون یافت شده است. سنجاقکها احتمالاً میتوانند در مقایسه با اکثر حشرات، نور قرمز را عمیق تر ببینند. این ویژگی منحصر به فرد به سنجاقکها در یافتن جفت کمک میکند.
پژوهشگران در این مطالعه بازتاب را که میزان نور منعکس شده از یک سطح است را بررسی کردند. در سنجاقکها، نور منعکس شده نقش کلیدی در نحوه دیده شدن افراد برای یکدیگر دارد.
اندازهگیریهای آنها تفاوتهای واضحی را بین نرها و مادهها در نحوه بازتاب نور قرمز تا نزدیک به مادون قرمز نشان داد. این نشان میدهد که نرها ممکن است برای شناسایی سریع مادهها هنگام پرواز، به این نشانههای بصری ظریف تکیه کنند.
به طرز شگفتآوری، مکانیسمی که اوپسین قرمز سنجاقک از طریق آن نور قرمز را تشخیص میدهد، با مکانیسم اوپسین قرمز در پستانداران از جمله انسان ها یکسان است. این یک نتیجه غیرمنتظره است که نشان میدهد فرآیند تکاملی یکسانی به طور مستقل در دودمانهای دور از هم رخ داده است. اگرچه حشرات و پستانداران خویشاوندان بسیار دوری هستند، اما به نظر میرسد هر دو به یک استراتژی مولکولی برای حس کردن نور قرمز رسیدهاند.
پژوهشگران موفق شدند جزئیات کلیدی را کشف کنند که می تواند در فناوری و پزشکی مفید باشد. آنها یک موقعیت واحد در پروتئین اوپسین را شناسایی کردند که نحوه پاسخ آن به نور را تعیین میکند. با اصلاح این موقعیت، آنها توانستند حساسیت پروتئین را بیشتر به سمت طول موجهای بلندتر تغییر دهند و آن را به محدوده مادون قرمز نزدیکتر کنند. سپس آنها نسخهای از پروتئین را مهندسی کردند که به طول موجهای حتی بلندتر نیز واکنش نشان میدهد و نشان دادند که سلولهای حاوی این اوپسین اصلاحشده میتوانند توسط نور نزدیک به مادون قرمز فعال شوند.
این کار میتواند به ویژه در اپتوژنتیک، حوزهای که از پروتئینهای حساس به نور برای کنترل و مطالعه سلولها در بافت زنده استفاده میکند، ارزشمند باشد. از آنجایی که طول موجهای بلندتر نور میتوانند به اعماق بدن نفوذ کنند، پروتئینی که به نور نزدیک به مادون قرمز پاسخ میدهد، این امکان را به پژوهشگران می دهد تا بتوانند سلولهایی که دسترسی به آنها مشکل است را به راحتی مطالعه کنند. این یافته ها نشان میدهد که این نوع پروتئین اوپسین به عنوان یک ابزار اپتوژنتیک امیدوارکننده قادر به تشخیص نور حتی در اعماق موجودات زنده است.
نتایج این پژوهش در ژورنال Cellular and Molecular Life Sciences منتشر شده است.