Способността ни да виждаме се дължи на работата на два вида клетки, разположени в най-вътрешните слоеве на ретината на окото – т. нар. пръчици и колбички. Това са вид нервни клетки, способни да превърнат светлинните сигнали в нервни импулси. В основата нa фоточувствителността им стоят фоторецепторите – белтъци, способни да уловят светлинните фотони.
Фоторецепторът се състои от белтък, наречен опсин и пигментна молекула – 11-cis-ретинал, и се нарича още родопсин. Родопсинът в пръчиците и колбичките е различен, което определя способността на отделните клетки да си разделят светлинния спектър и да дават информация за различни аспекти от картината, която виждаме. Така например различни видове колбички могат да улавят светлинни лъчи с различна дължина на вълната – някои от тях виждат сините лъчи, други червените, трети зелените. Пръчиците от своя страна дават информация за интензитета на светлината. Когато върху родопсина попадне светлинен фотон, неговата пространствената конфигурация се променя, което от своя страна дава началото на сложна каскада от химически реакции, водеща до промяна на електрическия заряд на клетката – генерира се нервен импулс. Нервният импулс от пръчиците и колбичките се предава чрез други неврони до съответните зрителни центрове в мозъка, където информацията се обработва и превръща в „картина”. Някои видове заболявания, като ретинитис пигментоза, водят до измирането на фоторецепторните клетки, което често води до слепота. Група учени от САЩ и Китай, които са си поставили за цел да помогна на хората, страдащи от подобни тежки заболявания, опитали да превърнат неврони от междинните слоеве на ретината, които нормално не участвуват във фоторецепцията, във фоточувствителни клетки. Резултатите от изследванията, проведени върху слепи мишки от Андинг Би и колегите му от Университетите в Пекин, Детройт и Пенсилвания, са публикувани в последния брой на списание Нюрон. За да постигнат целта си, учените е трябвало да намерят подходящ вид чувствителна на светлина молекула, способна да превърне енергията на фотона в електрически импулс. Подходящ за случая се оказал т.нар. бактериородопсин – пигмент, открит при някои микроорганизми и нисши растения. Съществуват различни видове бактерородопсин – Би и колегите му се спрели на ChR2 (channelrhodopsin), открит при зелените водорасли Chlamydomonas reinhardtii. Използувайки методите на генното инженерство, учените успели да вкарат гена за ChR2 в невроните от ретината. Нещо повече, 3-4 седмици след вкарването на гена кодиращ синтезирането на пигмента от водорасли, анализът на третираните мишки показал, че генетично изменените неврони били в състояние да генерират нервни импулси под влияние на светлината и да ги изпращат до съответните мозъчни зрителни центрове. Разбира се все още е рано да се каже дали това би помогнало за възстановяване на зрението на мишките и какво точно виждат те. Предстои провеждане на различни поведенчески тестове на третираните животни за да се отговори на тези въпроси. Според Би и колегите му обаче, в бъдеще тази стратегия би била много полезна за възстановяване на зрението в случаите когато пръчиците и колбичките при пациенти, страдащи от дегенеравитни заболявания на очите, са унищожени.