Una nuova ricerca sulla cronobiologia ha scoperto una molecola che percepisce la luce e che potrebbe essere parzialmente responsabile della capacità dei nostri occhi di percepire il giorno e la notte.

Come fa il nostro corpo a percepire la luce? Ci sono diverse cose che sappiamo su questo argomento complicato. Sappiamo che i nostri ritmi circadiani dipendono in parte dai livelli di luce presenti nel nostro ambiente. Sappiamo che i messaggi sui livelli di luce vengono registrati dalla retina e inviati al nucleo soprachiasmatico del cervello. Una nuova ricerca sui moscerini della frutta ha identificato una molecola retinica sensibile alla luce che probabilmente è cruciale nella percezione della luce e del buio.

Perché studiamo il moscerino della frutta?

Perché uno studio sulla cronobiologia del moscerino della frutta è importante per l’uomo? I ricercatori di diversi settori hanno iniziato a utilizzare la Drosophila, una specie di moscerino della frutta, come modello animale per diverse ricerche. Mentre in passato si usavano topi o ratti per lo stesso scopo, i moscerini della frutta hanno generazioni brevi, per cui possiamo vedere gli effetti di decenni di vita umana in poche settimane. Inoltre, possono essere facilmente allevati per avere determinate mutazioni genetiche, consentendoci di esaminare la funzione di alcuni geni.

Anche se i moscerini della frutta non sono umani, spesso usano le stesse molecole o molecole simili per compiti simili. In realtà siamo geneticamente più simili che diversi. I problemi che scopriamo nella Drosophila spesso esistono anche nell’uomo, il che rende la ricerca sui moscerini della frutta valida e preziosa.

Rodopsina e vista

La nuova molecola fotosensibile che è stata identificata è una rodopsina chiamata Rh7. Ma cosa significa in termini profani? In parole povere, la rodopsina è una proteina della retina che percepisce la luce. Ogni molecola di rodopsina contiene una proteina di colore viola che viene rapidamente sbiancata in giallo-bianco dalla luce. Questo fa parte del modo in cui gli occhi percepiscono la luce.

L’Rh7 è diverso da altri tipi di molecole oculari, come i bastoncelli e i coni, perché è espresso nel cervello centrale, dove i neuroni pacemaker impostano il ritmo circadiano, anziché essere espresso nell’occhio stesso. Ciò può spiegare perché questa molecola è così interconnessa con il cervello. Sembra essere importante e cruciale per vedere nella luce fioca che spesso permea il mondo moderno la sera e la notte. Le persone che soffrono di cecità notturna potrebbero avere un Rh7 difettoso.

La molecola che rileva la luce e aiuta a regolare l’ora

I ricercatori di questo studio hanno esaminato una molecola presente negli occhi dei moscerini della frutta Drosophila chiamata criptocromo. Questo criptocromo rispondeva solo a livelli di luce molto intensi, mentre i moscerini della frutta continuavano a mostrare reazioni biologiche anche a livelli di luce inferiori. Ciò ha suggerito che non si trattava di una molecola qualsiasi. Dopo un esame più approfondito, gli scienziati sono riusciti a identificare Rh7, la molecola che percepisce poco la luce.

La perdita del criptocromo o della rodopsina avrà effetti negativi sugli occhi del moscerino della frutta. Entrambi sono necessari perché l’insetto abbia una gamma completa di visioni e perché il suo ritmo circadiano funzioni correttamente. Tuttavia, è emerso chiaramente che il moscerino della frutta ha perso un altro tipo di visione quando ha perso queste proteine. Non sorprende che il criptocromo registri solo la luce molto intensa, mentre Rh7 è in grado di leggere cambiamenti molto piccoli che si verificano in condizioni di scarsa illuminazione. Inoltre, Rh7 sembra avere un effetto ancora maggiore sul ritmo circadiano. I moscerini della frutta che hanno questa proteina inattivata hanno molte difficoltà a regolare i loro cicli sonno-veglia.

La scoperta di questa molecola solleva molte domande interessanti. Le persone più sensibili all’inquinamento luminoso sono semplicemente in possesso di un Rh7 iperattivo? Questa molecola della luce è influenzata da fattori come l’esposizione costante a luci intense? C’è ancora molto da imparare sull’Rh7, ma questa ricerca sulle lucciole sembra rappresentare un ottimo inizio.