El órgano pineal detecta los colores mediante un mecanismo diferente al de sus ojos
Vemos el color porque los conos fotorreceptores de nuestros ojos detectan las ondas de luz correspondientes al rojo, verde y azul, mientras que la oscuridad o el brillo se detectan mediante los bastones fotorreceptores. Sin embargo, se sabe que muchos vertebrados no mamíferos, como los peces, detectan el color y el brillo con la glándula pineal, que es parte del cerebro.
Un grupo de investigación de la Universidad Metropolitana de Osaka ha esclarecido aún más cómo lo hacen los órganos pineales de los peces.
Anteriormente, el grupo de investigación dirigido por el profesor Akihisa Terakita y el profesor Mitsumasa Koyanagi de la Escuela de Posgrado en Ciencias reveló que el órgano pineal de los peces óseos detecta los colores mediante un mecanismo diferente al de sus ojos. Detecta el color un tipo de célula fotorreceptora pineal que contiene una proteína llamada parapinopsina 1 (PP1).
Estas células PP1 se vuelven activas e inactivas en proporción a la diferencia en la longitud de onda de la luz, con ondas más largas para el rojo y más cortas para el azul, por ejemplo. Se ha descubierto que esta inactivación de PP1 es necesaria para la detección del color, pero ahora se ha descubierto el mecanismo.
Utilizando peces cebra, el equipo investigó las proteínas arrestinas de la glándula pineal que participan en la inactivación de proteínas fotorreceptoras como la PP1. De los siete tipos de arrestinas presentes en el pez cebra, los investigadores descubrieron que Sagb y Arr3a desempeñan importantes papeles en la PP1.
Imagen derecha: Conmutación de arrestina dependiente de la intensidad de la luz
Arr3a inactiva rápidamente la proteína PP1 cuando la luz es tenue, mientras que Sagb asume la inactivación cuando aumenta la intensidad de la luz. El equipo descubrió que el doble rendimiento de este único fotorreceptor depende de la conmutación de estas dos arrestinas según la intensidad de la luz.
"Existen varios tipos de arrestinas en una sola célula. Nuestro descubrimiento sugiere que la función de las arrestinas podría utilizarse de forma diferente según la intensidad del estímulo, un hallazgo importante sobre estos genes", afirmó el profesor Koyanagi.
El profesor Terakita añadió: "Se espera que la elucidación del mecanismo de discriminación del color por un solo tipo de proteína fotorreceptora contribuya a la realización de la optogenética, que utiliza la parapinopsina para controlar las células mediante el color de la luz".
El estudio se ha publicado en la revista iScience: Light intensity-dependent arrestin switching for inactivation of a light-sensitive GPCR, bistable opsin [PDF]