У глубоководных морских звезд обнаружили глаза
Датские биологи изучили сенсорную систему 13 видов морских звезд, обитающих в Гренландском море, и обнаружили у 12 из них глаза — светочувствительные органы на концах ножек. При этом глаза были найдены даже у самых глубоководных организмов: от глубины зависел только размер зрачков. Работа опубликована в журнале Proceedings of the Royal Society B.
Главные чувствительные органы некоторых представителей семейства иглокожих — это амбулакральные ножки, которые представляют собой небольшие трубчатые выросты с присосками на конце. Они отвечают за осязание, обоняние, здесь же находятся светочувствительные органы. Самая развитая зрительная система среди иглокожих — у морских звезд: на концах ножек их лучей расположены глаза — несколько сотен омматидиев, каждый из которых, в свою очередь, оснащен сотней фоторецепторов. Тем не менее, такие глаза обнаружили только у мелководных морских звезд: например, у тернового венца (Acanthaster planci) угол обзора всего восемь градусов, что, тем не менее, позволяет ему эффективно находить коралловые рифы — привычное место обитания и поиска пищи.
На глубину более 1000 метров от поверхности солнечный свет уже не проникает, поэтому большинство глубоководных обитателей используют для ориентации в пространстве обоняние и осязание. Но нельзя с точностью утверждать, что у морских звезд, обитающих на такой глубине, глаз нет — и именно это проверили ученые под руководством Андреса Гарма (Andres Garm) из Копенгагенского университета.
Ученые поймали несколько представителей 13 видов морских звезд с разных глубин Гренландского моря и поместили их в аквариумы с соответствующими среде их обитания температурой воды и освещением. Омматидии обнаружили у представителей 12 видов. Глаза морских звезд отличались по количеству и форме, но с глубиной коррелировал только размер зрачков — «входных отверстий» омматидиев: например, у Pteraster pulvillus, обитающей на глубине от 100 до 500 метров, размер зрачков составляет примерно 2500 квадратных микрометров, а у Hippasteria phrygiana (зона обитания — до 1100 метров выше морской поверхности) — всего 294.
Кроме того, исследователи проверили способность изучаемых морских звезд к биолюминесценции — способности передавать световые сигналы. Ее обнаружили, например, у Novodinia americana — самой глубоководной (средняя глубина — около 1150 метров) из изученных особей. Помимо этого, у зрительной системы N.americana также одно из самых больших пространственных разрешений.
Биолюминесценция — единственный источник света на большой глубине, куда солнечный свет уже не попадает. Наличие как биолюминесценции, так и зрения у глубоководных представителей морских звезд позволило исследователям сделать вывод о том, что зрение им нужно для получения световых сигналов от сородичей.
Год назад исследователи обнаружили останки одного из древнейших представителей вторичноротых Saccorhytus coronarius — древнейшего общего предка морской звезды и человека.
Елизавета Ивтушок
С помощью модуляции дофаминовой сигнализации
Американские ученые разработали аденоассоциированный вирусный вектор, который несет ген, кодирующий человеческий глиальный нейротрофический фактор (GDNF). Введение этого вектора макакам-резусам с симптомами алкоголизма снижало вероятность злоупотребления алкоголя в течение года. Как сообщается в журнале Nature Medicine, такое изменение в поведении сопровождалось нейрофизиологическими модуляциями дофаминовой сигнализации в прилежащем ядре, которая обычно страдает при хроническом употреблении алкоголя. Несмотря на то, что расстройства, связанные с употреблением алкоголя, наносят огромный экономический и социальный ущерб, существует лишь несколько эффективных фармакотерапевтических средств. При этом не существует подходов, которые бы непосредственно воздействовали на лежащие в основе адаптации нейронные контуры, которые формируются при длительном употреблением алкоголя и лежат в основе алкогольной зависимости. Команда ученых под руководством Кристофа Банкевича (Krystof Bankiewicz) из Университета штата Огайо исследовала, как на эти схемы мог бы повлиять глиальный нейротрофический фактор (GDNF), поскольку известно, что он принимает непосредственное участие в регуляции дофаминергических нейронов (они непосредственно связаны с развитием алкоголизма). Для этого авторы разработали аденоассоциированный вирусный вектор, который несет ген, кодирующий человеческий GDNF. Поскольку неспособность длительно отказываться от алкоголя и неспособность сократить количество потребляемого алкоголя выступают двумя основными проблемами у людей с алкогольной зависимостью, ученые смоделировали такое поведение у макак. Они многократно повторяли циклы ежедневного опьянения с последующим воздержанием от алкоголя. Когда необходимые паттерны поведения были достигнуты, макаки-резусы четыре недели пили воду вместо этанола. Затем каждой обезьяне в мозг вводили либо экспериментальный, либо контрольный вектор. Через два месяца макакам возобновили доступ к алкоголю на четыре недели. В общей сложности ученые шесть раз повторили циклы принудительного воздержания и повторного введения алкоголя, чтобы смоделировать подобные циклы. Экспериментальный вектор значительно снижал потребление алкоголя в периоды повторного введения алкоголя в течение года (р ≤ 0,001). Причем у макак из экспериментальной группы наблюдалось снижение максимальной дозы потребляемого алкоголя уже в первый день после абстиненции (р ≤ 0,0001). Магнитно-резонансная томография и гистологические исследования тканей мозга показали, что лечение вектором с GDNF восстанавливало дофаминергическую функцию в прилежащем ядре, которая обычно снижена в мезолимбической системе после хронического употребления алкоголя. Повышенная экспрессия GDNF увеличивала доступность и использование дофамина в пути вознаграждения макак до значений, сравнимых со здоровыми макаками. Это доклиническое исследование показывает возможность нового подхода к лечению алкоголизма — с помощью генной терапии. Дальнейшие исследования будут направлены на изучение подробного профиля безопасности препарата у животных. Недавно мы рассказывали, что тягу к алкоголю (и другим веществам) можно зафиксировать с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии.