Forschung & Entwicklung -

Das genetische Geheimnis des Nachtsehens

Die Lichtempfindlichkeit des Auges von nachtaktiven Säugetieren ist von der DNA-Organisation in der Netzhaut abhängig. Die Ergebnisse könnten der Mikroskopie von lebendem Gewebe nutzen.

Die Netzhaut ist vielleicht der erstaunlichste Teil des Auges von Wirbeltieren. Diese lichtempfindliche Gewebeschicht säumt den hinteren Teil des Augapfels und dient als Projektionsfläche für die von der Linse projizierten Bilder. Die Netzhaut hat eine Dicke von 130 bis 500 Mikrometern und besteht aus fünf Schichten dichten Nervengewebes. Da sich die empfindlichen Teile der Fotorezeptorzellen auf der Rückseite der Netzhaut befinden, muss das Licht durch dieses dichte Nervengewebe hindurch, um die Fotorezeptoren zu erreichen.

Wissenschaftler um den Forschungsgruppenleiter Moritz Kreysing am Max-Planck-Institut für molekulare Zellbiologie und Genetik (MPI-CBG) wollten zusammen mit Kollegen von der TU Dresden und dem Biozentrum der Ludwig-Maximilians-Universität München herausfinden, ob und warum Zellen der retinalen Nervenzellen optisch besonders sind und welche Auswirkungen dies auf die Transparenz der Netzhaut hat.

Transparenz bedeutet in diesem Zusammenhang, dass jede Stäbchenzelle weniger Licht streut und dadurch transparenter ist. Kaushikaram Subramanian, Mitarbeiter der Studie, erklärt dies: „Bei der Untersuchung von Mäusen stellten wir fest, dass die optische Qualität der Netzhaut während des ersten Monats nach der Geburt zunimmt. Es gibt eine zweifache Verbesserung der Netzhauttransparenz, die durch die kompakte Umlagerung des genetischen Materials im Zellkern verursacht wird. Mit Verhaltenstests bei Mondlichtverhältnissen konnten wir auch zeigen, dass Mäuse mit dieser DNA-Anpassung unter schwachen Lichtbedingungen besser sehen konnten als Mäuse, denen eine solche Anordnung fehlte.“ Die Mäuse waren bis zu zehnmal besser in der Lage, Bewegungen zu erkennen und Kontraste bei schwachem Licht besser zu wahrzunehmen.

Die Forschung offenbart nicht nur die Funktion dieser ungewöhnlichen DNA-Organisation in der Netzhaut. Ferner zeigt die Arbeit, dass die Bildklarheit nicht nur eine Frage der Bildprojektionslinse ist, sondern empfindlich von der optischen Qualität der Netzhaut abhängt. Die Studie deutet darauf hin, dass Methoden der Genetik dazu genutzt werden könnten, die optischen Eigenschaften von Zellen und Geweben zu verändern. Die Wissenschaftler wollen nun herausfinden, ob die Genetik zur Verbesserung der Transparenz von Zellen und Geweben eingesetzt werden kann, um der biologischen Mikroskopie von lebenden Geweben zugute zu kommen.

von mg

Originalpublikation:

[Kaushikaram Subramanian et al., Rod nuclear architecture determines contrast transmission of the retina and behavioral sensitivity in mice. eLife, 11. December, 2019. Doi: 10.7554/eLife.49542]

www.mpi-cbg.de

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