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L'étude indique les détails neufs et essentiels de la façon dont les photorécepteurs fonctionnent

Déménager autour le demi-jour est difficile mais non impossible. Pour nous aider dans cette entreprise nous avons les tiges, un type de présent sensible à la lumière de cellules (photorécepteurs) dans la rétine des vertébrés, capable de trouver très les faibles luminosités qui laissent déménager environ même en caves ou cavernes mauvais allumées. Elles sont des merveilles biologiques capables de trouver même une seule tranche de temps de la lumière, mais elles ont besoin de maintenance continue.

Elles sont les protagonistes de l'étude neuve publiée dans PNAS par une équipe de recherche de SISSA - Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati et le materiali de dei d'officina d'Istituto du CNR-Iom de Conseil " Recherche " national qui indique les détails neufs et essentiels de la façon dont la rétine fonctionne et en particulier des photorécepteurs.

Celles-ci se composent de deux segments : le segment extérieur (OS) et le segment intérieur (IS). Le système d'exploitation des tiges est celui où la machine biologique capable de capter la lumière est localisée, tandis que l'IS-IS responsable de l'information à transférer au cerveau. « Nous avons compris que le segment extérieur est plus fragile que ce qui a été pensé », commente Vincent Torre, neurologiste de SISSA aboutissant l'équipe qui a conduit la recherche, ajoutant « Le système d'exploitation se compose d'une pile de disques de lipide contenant les protéines responsables du phototransduction. Des disques neufs sont produits à la base du système d'exploitation tandis que des disques utilisés sont retirés au bout du système d'exploitation.

Traditionnellement, on l'a pensé que dans une pile d'environ 1000 disques il y avait uniformité presque parfaite. Cependant, notre travail prouve que seulement les les 200 premiers ou 300 disques à la base du système d'exploitation sont ceux effectivement capables de trouver le photon unique dont de la lumière, la caractéristique vient la sensibilité grande des tiges. Les autres disques positionnés près du bout détruisent graduellement l'efficacité et la sensibilité et pour cette raison ils doivent être rejetés et remplacés par les disques neufs en état parfait ».

C'était le calcium, un ion actuel dans de grands nombres dans les procédés biologiques qui ont permis la compréhension de ce mécanisme. Sa concentration dans le système d'exploitation est un excellent indicateur de la fonctionnalité et de l'intégrité du phototransduction, le procédé avec lequel la lumière de converti de photorécepteurs dans le nerf signale.

Avec les sondes optiques neuves nous avons mesuré la concentration et la répartition du calcium dans le système d'exploitation. Utilisant les instruments optiques avancés de microscopie, nous pouvions étudier la distribution de ce métal avec la définition et l'exactitude sans précédent. Ce qui a apparu des analyses est qu'il y a une concentration plus grande de calcium à la base du segment extérieur en ce qui concerne le bout, qui aide à comprendre la structure de la tige montrant sa non-homogénéité, comme a été pensé jusqu'ici. »

Dan Cojoc du CNR-Iom

« Une seconde et aucun résultat moins important n'est la découverte des épanouissements spontanés de calcium, c.-à-d. augmentations de rapid en calcium. Ces épanouissements ne sont pas régulièrement distribués mais sont plac dans les bouts du système d'exploitation, qui montre l'existence d'un gradient fonctionnel le long du système d'exploitation, une propriété principale pour la transduction de photorécepteur de tous les vertébrés. » Cojoc conclut. Comme un voyant d'alarme, les épanouissements de calcium indiquent que les disques commencent à cesser de fonctionner à leur meilleur et à avoir besoin de renouvellement.

L'article a été également recommandé aux avis de corps enseignant par l'éditeur de PNAS - quelque chose réservée seulement pour les cotisations les plus importantes - pour les raisons suivantes : « Cet article intéressant emploie une méthode neuve de mesure de calcium pour prouver que les changements dépendant de la lumière du calcium du segment extérieur des tiges sont plus grands à la base qu'au bout ».

Le neurologiste que Gordon volontiers de l'Université de Californie continue, « ces différences peut réfléchir un gradient d'énergie qui provient des mitochondries du segment intérieur. Les auteurs de l'étude effectuent également l'observation étonnante que le calcium augmente spontanément au bout et à la base (mais plus souvent au bout), ainsi que plus rarement dans le segment intérieur. Ces augmentations produisent les épanouissements subits, c.-à-d. fait une pointe de la concentration en calcium, qui diminuent lentement pendant plusieurs secondes et qui restent locaux sans propager à l'intérieur du segment extérieur ou entre le segment intérieur et extérieur. »

La recherche, financée par SISSA et par la région de FVG, offre une cotisation importante à la compréhension de l'oeil et ouvre des points de vue intéressants dans le domaine biomédical.

Source:
Journal reference:

Li, Y., et al. (2020) Calcium flares and compartmentalization in rod photoreceptors. PNAS. doi.org/10.1073/pnas.2004909117.