В фоторецепторах сетчатки позвоночных поглощение кванта света запускает ряд процессов, называемых фототрансдукцией, начиная с активации молекулы зрительного пигмента родопсина и заканчивая изменением проницаемости плазматической мембраны и гиперполяризацией фоторецепторов. У позвоночных вторичным мессенджером фототрансдукции является цГМФ, уровень которого в цитоплазме относительно высок в темноте и снижается при световой стимуляции. Известно, что работа каскада фототрансдукции регулируется кальцием, но многочисленные феноменологические данные указывают на то, что в каскаде фототрансдукции могут быть и другие регуляторные сигнальные пути, для которых нет соответствующего механизма в классической схеме фототрансдукции.
Некоторые косвенные данные указывают на то, что циклический аденозинмонофосфат (цАМФ), инозитолтрифосфат (ИФ3) и диацилглицерин (ДАГ) также могут оказывать регулирующее действие на каскад фототрансдукции. Очевидно, необходимым условием наличия такого регуляторного эффекта является изменение концентрации сигнальной молекулы в ходе развития регулируемого процесса. Ранее было показано, что концентрация цАМФ и ИФ3 в фоторецепторах может изменяться в ответ на изменение световых условий с характерными временами более часа, что указывает на участие этих сигнальных молекул в регуляции циркадианных ритмов и замедлении светового или темновые адаптационные процессы. Однако остается неясным, участвуют ли цАМФ, ИФ3 и ДАГ в регуляции каскада фототрансдукции при развитии фоторецепторного ответа на короткий световой раздражитель или ответа на включение или выключение длительного светового раздражителя. Характерные времена этих процессов меньше секунды. Учитывая, что традиционные методы флуоресценции неприменимы для измерения концентраций любых сигнальных молекул в сетчатке, нами была создана установка, позволяющая проводить криофиксацию образцов сетчатки с необходимой скоростью. Комплекс позволяет фиксировать до 6 проб в одной серии с задержкой менее 100 мс после световой стимуляции. Концентрацию сигнальных молекул измеряют с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии с тандемной масс-спектрометрией высокого разрешения. Пилотные эксперименты показывают увеличение концентрации всех трех исследованных сигнальных молекул в течение 400 мс после предъявления насыщающего светового стимула длительностью 10 мс или 2000 мс. Эти данные свидетельствуют об участии цАМФ, IP3 и DAG в регуляции каскада фототрансдукции на временной шкале, соответствующей развитию быстрого фотоответа.
Финансирование
Работа выполнена при поддержке гранта Российского научного фонда РНФ №22-25-00656