Už takmer storočie sa vedci trápia nad tým, ako je možné, že lososy, ako aj iné sladkovodné ryby a obojživelníky poľahky zmenia videnie z morského alebo suchozemského na sladkovodné. V mori aj na súši je svetelné prostredie prevažne modrozelené. V sladkej vode však bahno, riasy a iné častice odfiltrujú zo svetla modré spektrum a vytvoria svetelné prostredie, ktoré sa prikláňa viac k červenému a infračervenému spektru. Vedci z Lekárskej školy Washingtonovej univerzity v štúdii publikovanej v žurnále Current Biology teraz tvrdia, že sa im túto záhadu podarilo vyriešiť.
„Objavili sme enzým, ktorý prepína vizuálny systém niektorých rýb a obojživelníkov a posilňuje ich schopnosť vidieť infračervené svetlo,“ uviedol hlavný autor výskumu Joseph Corbo, profesor patológie a imunológie. „Napríklad, keď lososy migrujú z oceánov do riek, zapnú tento enzým a ten aktivuje chemické reakcie, ktoré pozmenia ich zrak. Vďaka tomu lososy vidia dobre aj v kalnej vode.“
Ako sa ukázalo, enzým s označením Cyp27c1 je blízko spojený s vitamínom A. O ňom sa už dlho vie, že podporuje dobrý zrak najmä v zhoršených svetelných podmienkach. Enzým mení vitamín A1 na vitamín A2 a ten má pozoruhodnú schopnosť posilniť videnie dlhších vlnových dĺžok svetla, ako je aj infračervené svetlo.
Aj ľudia majú podobný gén, ako je Cyp27c1, ale v očiach sa neaktivuje. Preto ľudia nedokážu zlepšiť videnie v tme, ako to dokážu ryby. Aby to dokázali, musia si nasadiť okuliare na nočné videnie. „Zatiaľ ešte nevieme presne povedať, na čo sa tento enzým využíva v ľudskom tele,“ priznal Corbo, ale zároveň dodal: „No len preto, že naše oči netvoria vitamín A2, ešte to neznamená, že ho nedokážeme využiť.“ Poukázal na výskum, ktorý sa robil v 40. rokoch. Z neho vyplynulo, že u ľudí, ktorí konzumovali veľa vitamínu A2, sa skutočne zlepšila schopnosť vnímať infračervené žiarenie. V roku 2013 zase skupina tzv. biohackerov získala od svojich internetových priaznivcov dostatok peňazí na experiment, v rámci ktorého tiež jedli stravu obohatenú o vitamín A2. „Zrejme by som neodporúčal nasledovať ich príklad, ale tento koncept dáva zmysel,“ povedal Corbo.
Objavenie enzýmu zodpovedného za prepínanie medzi denným a nočným videním by podľa vedcov mohlo prispieť k rozvoju biomedicíny a optogenetiky. Optogenetika je nová výskumná oblasť, v ktorej sa využíva svetlo na riadenie aktivity neurónov v mozgu. Optogenetické aplikácie sú však v súčasnosti limitované na viditeľné svetlo, ktoré sa vie dostať len cez horné vrstvy nervového tkaniva. Keby však vedci začali pracovať s novoobjaveným enzýmom, mohli by sa pomocou infračerveného svetla dostať podstatne hlbšie. „Tak ako tento enzým pomáha rybám vidieť v kalnej vode, nám by mohol pomôcť nahliadnuť hlbšie do mozgu,“ myslí si výskumník.
Corbo so svojimi kolegami objavil enzým v daniách pruhovaných, čo sú bežné akváriové rybičky. Sú to malé, priesvitné sladkovodné ryby a často sa využívajú vo výskume. Rovnaký enzým našli aj v ropuchách, ktoré dobre vidia na súši aj v bahnitej vode. Ropuchy držia oči nad hladinou a sledujú dianie vo vzduchu nad nimi aj vo vode pod nimi. Výskumníci našli u nich vitamín A2 a enzým Cyp27c1 presne tam, kde očakávali, že bude – v hornej polovici očí, ktoré skúmajú dianie pod hladinou. V dolnej polovici očí nasmerovaných nad hladinu vitamín A2 nenašli.
Podobne dopadol aj experiment s daniami pruhovanými. Časť z nich mala normálnu kópiu génu cyp27c1 a tie sa vybrali za infračerveným svetlom v zatemnenom akváriu. U druhej častí rybičiek gén deaktivovali a tie na infračervené svetlo nereagovali.