Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Licht in das Rätsel der Dunkelanpassung des Auges

21.07.2005


Wer kennt sie nicht, die kurzfristige Blindheit wenn man aus dem Hellen kommend einen dunklen Raum betritt. Warum aber kann sich das Auge so rasch an die veränderten Lichtbedingungen anpassen, dass wir bereits nach wenigen Sekunden wieder sehen können? Forscher der Universität und der ETH Zürich sind der Lösung des Rätsels einen Schritt näher gekommen. Sie haben durch genetische und physiologische Versuche beim Zebrafisch ein Protein in Photorezeptoren entdeckt, das für die Dunkeladaptation unerlässlich ist. Die Studie ist in der neusten Ausgabe der Wissenschaftszeitschrift Neuron (Volume 47, issue 2, 2005) publiziert worden.



Eine der eindrücklichsten Eigenschaften unseres Lichtsinnes ist der grosse Bereich, über den er aktiv ist. Er leistet uns sowohl im Mondschein als auch im gleissenden Sonnenlicht gute Dienste. Möglich machen dies lichtsensitive Zellen in unseren Augen, die Photorezeptoren genannt werden. In der Netzhaut des menschlichen Auges unterscheidet man zwei Typen von Photorezeptoren: Stäbchen und Zapfen. Die sehr sensitiven Stäbchen-Photorezeptoren sind für das Dämmerungs- und Nachtsehen verantwortlich; sie können allerdings keine Farbwahrnehmung vermitteln. Deshalb sind für uns nachts alle Katzen grau. Die Zapfen ? das menschliche Auge hat drei verschiedene Arten von Zapfen-Photorezeptoren ? ermöglichen das Farbensehen im Hellen. Im Zeitalter des künstlichen Lichts verlassen wir uns weitgehend auf die Zapfen-Photorezeptoren.



Wenn nun ein Photorezeptor durch Licht aktiviert ist, muss er wieder inaktiviert werden, um erneut durch Licht angeregt werden zu können. Dieser Vorgang ist bei Stäbchen-Photorezeptoren gut bekannt. Eine wichtige Rolle spielt dabei das Enzym Rhodopsinkinase. Bei vielen tagaktiven Wirbeltieren, die weitgehend mit ihren Zapfen-Photorezeptoren sehen, enthalten diese Photorezeptoren jedoch keine Rhodopsinkinase. Dies wirft die nahe liegende Frage auf, auf welche Weise hier die Inaktivierung des Zapfen-Sehpigments funktioniert.

Sehtest im Fisch-Kino

In der vorliegenden Studie konnten Oliver Rinner und Kollegen aus dem Labor von Prof. Stephan Neuhauss am Institut für Hirnforschung nachweisen, dass es ein weiteres zapfenspezifisches Enzym mit ähnlicher Enzymaktivität gibt. Die Hirnforscher der Universität Zürich machten sich dabei die Vorzüge des kleinen Zebrafisches zu nutze, dessen junge Larven mit Zapfen-Photorezeptoren sehen und zudem noch genetisch leicht untersuchbar sind. Zunächst isolierten die Forscher das Gen für ein Protein (Grk7 für G-Protein gekoppelte Rezeptorkinase 7), das exklusiv nur in Zapfen-Photorezeptoren vorkommt, während es den Stäbchen-Photorezeptoren vollständig fehlt. Ermutigt durch diesen Befund entfernten die Forscher mit einem genetischen Trick dieses Protein aus den Photorezeptoren und untersuchten die Tiere danach auf ihre Sehfähigkeit. Dabei stellten sie fest, dass die Larven ohne das Grk7-Protein nach der Lichtblendung länger brauchen, um wieder normal zu sehen. Das bedeutet, dass Grk7 wie vermutet an der Dunkeladaption beteiligt ist. Diese Verminderung der Dunkelanpassung zeigte sich auch in einem Sehtest für Fischlarven. Den Larven wurde wie im Kino ein bewegtes Streifenmuster auf einer kleinen Leinwand vorgespielt. Die Larven bewegten dabei ihre Augen reflexartig mit den Mustern. Die genaue Auswertung dieser Augenbewegungen erlaubte den Forschern Rückschlüsse auf die Sehleistung der Tiere.

Solche Untersuchungen lassen sich bei den tagaktiven Zebrafischen besonders gut durchführen, während die nachtaktiven Mäuse, sonst die Lieblinge der Wirbeltiergenetiker, nur über wenige Zapfen verfügen und zudem auch das Grk7-Eiweiss nicht besitzen. Das Grk7-Eiweiss kommt im menschlichen Auge ebenso vor und die Forscher vermuten, dass es eine ähnliche Funktion bei der Dunkeladaptation des Menschen hat. Nachdem man jetzt dem Verständnis der Lichtanpassung der Zapfen-Photorezeptoren ein Stück näher gekommen ist, können nun Patienten mit erblichen Sehstörung auf eine Beteiligung dieses Enzyms untersucht werden.

Beat Müller | idw
Weitere Informationen:
http://www.unizh.ch

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Studien Analysen:

nachricht Klimawandel: ungeahnte Rolle der Bodenerosion
11.04.2017 | Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

nachricht Europaweite Studie zu „Smart Engineering“
30.03.2017 | IPH - Institut für Integrierte Produktion Hannover gGmbH

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Studien Analysen >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: TU Chemnitz präsentiert weltweit einzigartige Pilotanlage für nachhaltigen Leichtbau

Wickelprinzip umgekehrt: Orbitalwickeltechnologie soll neue Maßstäbe in der großserientauglichen Fertigung komplexer Strukturbauteile setzen

Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des Bundesexzellenzclusters „Technologiefusion für multifunktionale Leichtbaustrukturen" (MERGE) und des Instituts für...

Im Focus: Smart Wireless Solutions: EU-Großprojekt „DEWI“ liefert Innovationen für eine drahtlose Zukunft

58 europäische Industrie- und Forschungspartner aus 11 Ländern forschten unter der Leitung des VIRTUAL VEHICLE drei Jahre lang, um Europas führende Position im Bereich Embedded Systems und dem Internet of Things zu stärken. Die Ergebnisse von DEWI (Dependable Embedded Wireless Infrastructure) wurden heute in Graz präsentiert. Zu sehen war eine Fülle verschiedenster Anwendungen drahtloser Sensornetzwerke und drahtloser Kommunikation – von einer Forschungsrakete über Demonstratoren zur Gebäude-, Fahrzeug- oder Eisenbahntechnik bis hin zu einem voll vernetzten LKW.

Was vor wenigen Jahren noch nach Science-Fiction geklungen hätte, ist in seinem Ansatz bereits Wirklichkeit und wird in Zukunft selbstverständlicher Teil...

Im Focus: Weltweit einzigartiger Windkanal im Leipziger Wolkenlabor hat Betrieb aufgenommen

Am Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) ist am Dienstag eine weltweit einzigartige Anlage in Betrieb genommen worden, mit der die Einflüsse von Turbulenzen auf Wolkenprozesse unter präzise einstellbaren Versuchsbedingungen untersucht werden können. Der neue Windkanal ist Teil des Leipziger Wolkenlabors, in dem seit 2006 verschiedenste Wolkenprozesse simuliert werden. Unter Laborbedingungen wurden z.B. das Entstehen und Gefrieren von Wolken nachgestellt. Wie stark Luftverwirbelungen diese Prozesse beeinflussen, konnte bisher noch nicht untersucht werden. Deshalb entstand in den letzten Jahren eine ergänzende Anlage für rund eine Million Euro.

Die von dieser Anlage zu erwarteten neuen Erkenntnisse sind wichtig für das Verständnis von Wetter und Klima, wie etwa die Bildung von Niederschlag und die...

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Internationaler Tag der Immunologie - 29. April 2017

28.04.2017 | Veranstaltungen

Kampf gegen multiresistente Tuberkulose – InfectoGnostics trifft MYCO-NET²-Partner in Peru

28.04.2017 | Veranstaltungen

123. Internistenkongress: Traumata, Sprachbarrieren, Infektionen und Bürokratie – Herausforderungen

27.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Über zwei Millionen für bessere Bordnetze

28.04.2017 | Förderungen Preise

Symbiose-Bakterien: Vom blinden Passagier zum Leibwächter des Wollkäfers

28.04.2017 | Biowissenschaften Chemie

Wie Pflanzen ihre Zucker leitenden Gewebe bilden

28.04.2017 | Biowissenschaften Chemie