Иногда эволюция приходит к одному и тому же решению у очень далёких друг от друга организмов. Именно это, похоже, произошло со стрекозами и млекопитающими. Исследователи Университета Осака Метрополитен (Osaka Metropolitan University) показали, что красный зрительный пигмент стрекоз использует тот же молекулярный механизм настройки чувствительности, что и красный опсин у млекопитающих, включая человека. Работа опубликована в журнале Cellular and Molecular Life Sciences.
Что именно обнаружили учёные
Команда под руководством Мицумасы Коянаги (Mitsumasa Koyanagi) и Акихисы Теракиты (Akihisa Terakita) выявила у стрекоз особый красночувствительный опсин. В статье он описан как один из самых «красносмещённых» зрительных пигментов, известных у животных: исследователи смогли не только охарактеризовать его спектральные свойства, но и показать, что при определённых заменах в белке чувствительность можно ещё сильнее сдвинуть в сторону ближнего инфракрасного диапазона.
Главный сюрприз в том, что механизм такой настройки оказался тем же самым, который ранее был описан у млекопитающих. По сути, очень далёкие эволюционные линии независимо пришли к одинаковому молекулярному решению для восприятия длинноволнового света. Авторы рассматривают это как пример параллельной эволюции.
Зачем стрекозам такая чувствительность
Исследователи предполагают, что повышенная чувствительность к глубокому красному спектру помогает стрекозам различать половые сигналы. В работе анализировали отражательные свойства тела у родственных видов и нашли различия между самцами и самками в красной и ближней инфракрасной области. Это позволяет предположить, что самцы могут использовать такие зрительные подсказки для быстрого распознавания самок в полёте.
Почему это интересно не только зоологам
Здесь начинается самая сильная часть истории. Авторы обнаружили конкретную аминокислотную позицию в опсине, которая определяет сдвиг чувствительности к более длинным волнам. Изменяя этот участок, они смогли создать модифицированную форму опсина, реагирующую на ещё более длинноволновый свет, и показали, что клетки с таким белком дают ответ на ближнее инфракрасное излучение.
Это делает находку особенно перспективной для оптогенетики — области, где светочувствительные белки используют для управления клетками в живой ткани. Длинноволновый и ближний инфракрасный свет проникают в ткани глубже, чем видимый свет. А значит, такие опсины в будущем могут помочь добираться до клеток, которые раньше было трудно активировать без инвазивных методов.
Что это может изменить в медицине
Пока речь, конечно, не о готовой технологии для клиники. Но сама идея выглядит очень сильной: если удастся использовать подобные опсины как инструмент для работы с глубокими структурами тканей, это может расширить возможности оптогенетики в нейробиологии, офтальмологии и, возможно, в других направлениях биомедицины. Исследователи прямо называют такой опсин перспективным инструментом для светового управления клетками в глубине живого организма.
Авторы другого исследования ранее также показали, что необычные зрительные пигменты животных могут становиться основой для новых биомедицинских инструментов — подробнее об этом можно прочитать в материале «Учёные нашли способ защитить колбочки сетчатки — клетки, без которых мы перестаём различать лица, читать и видеть цвета».
Заключение
Новое исследование показывает, что стрекозы не просто хорошо различают цвета. Их зрительная система, похоже, использует тот же молекулярный приём, что и красный опсин млекопитающих, а сама эта система поддаётся дополнительной настройке в сторону ближнего инфракрасного диапазона. Для эволюционной биологии это красивый пример параллельной эволюции. Для медицины — неожиданная подсказка, откуда могут появиться новые инструменты для работы с живыми клетками на глубине тканей.
Литература
Sato R., Terakita A., Koyanagi M. Dragonfly red opsins share a common tuning mechanism with mammalian red opsins and further enhancement of near-infrared sensitivity // Cellular and Molecular Life Sciences. 2026. Vol. 83. Article 66. doi:10.1007/s00018-025-06017-9.
Ведущий специалист отдела организации клинических исследований, терапевт, врач ультразвуковой диагностики ООО «ВеронаМед» (г. Санкт-Петербург), главный редактор Medical Insider, а также автор статей.
E-mail для связи – xuslan@yandex.ru;