داگلاس هون – قرمز، رنگ آشنایی برای ماست؛ اما تصورش را بکنید که قرمزی ماورای همین قرمز معمولی هم هست که می‌شود آن را دید. پژوهشگران با دست‌کاری ساختار یک پروتئین طبیعی در چشم انسان، توانسته‌اند آن را به جذب نوعی رنگ قرمز وادارند که در شرایط معمولی قابل رؤیت نیست. این پروتئین تازه، به لحاظ نظری، قابلیت تماشای انواعی از رنگ قرمز را به ما می‌دهد که فراتر از طیف نور مرئی واقع‌ شده‌اند.

دید رنگی در اکثر حیوانات، وابسته به ترکیباتی موسوم به «رنگ‌ساز» (Chromophore) است، که در پروتئین‌های چشم حضور دارند و طول موج‌های متنوعی از نور را جذب خود می‌کنند. سازه‌های پروتئینی خاصی هم در کنار این ترکیبات هستند که گمان می‌رود محدوده طول موج‌های جذبی توسط رنگ‌سازها را معین می‌کنند.

اخیراً بابک برهان، از پژوهشگران دانشگاه ایالتی میشیگان و همکارانش، برای درک بهتر فعل و انفعالات شیمیایی پنهان در پس فرآیند دیدن، دست به طراحی مجموعه‌ای از جهش‌های ژنتیکی زدند، که ساختار پروتئین‌های محتوی ترکیبات رنگ‌ساز را دچار تغییر می‌کرد. این دگرگونی‌های ساختاری هم به خواص الکترواستاتیک پروتئین محدود می‌شد و بدین‌وسیله طیف جذبی رنگ‌سازها را تغییر می‌داد.

این تیم، نهایتاً موفق به تولید یازده پروتئین مصنوعی شد و از روش اسپکتروفوتومتری – که به‌منظور تعیین شدت نسبی طول موج‌های مختلف نور حین بازتاب و یا گذر از نمونه‌ی تحت بررسی استفاده می‌شود – بهره گرفت تا شدت حساسیت‌ این پروتئین‌ها به طول موج‌های ورودی را تعیین کند. رنگ‌سازهای موجود در یکی از این پروتئین‌ها می‌توانستند نوری تا طول موج حدود ۶۴۴ نانومتر را هم جذب خود کنند – که فوق‌العاده نزدیک به محدود فروسرخ طیف است که از حوالی ۷۵۰ نانومتر آغاز می‌شود. چنین چیزی البته غیرمنتظره بود، چراکه رنگ‌سازهای طبیعی، نهایتاً تا نور ۵۶۰ نانومتر را جذب می‌کنند. برهان در این‌باره می‌گوید: “تعجب کردیم؛ اما هنوز نمی‌دانم آیا این دیگر حد نهایی جذب نور [توسط پروتئین‌های بینایی انسان] محسوب می‌شود یا نه. گمان می‌کردم تا [طول موج‌هایی] در حدود ۱۰ برابر از این بلندتر را هم بشود پوشش داد؛ اما چنین چیزی صحت نداشت”.

ته‌رنگ سبز

 پروفسور بابک برهان

اگر این پروتئین‌ها در چشم‌مان بودند، آن‌وقت می‌توانستید آن بخشی از رنگ قرمز که هم‌اینک از دیده پنهان شده را هم ببینید. این را جیمز گیگر (James Geiger)، نویسنده گزارش این بررسی، و نیز از پژوهشگران دانشگاه ایالتی میشیگان می‌گوید. اما ازآنجاکه اشیاءْ مخلوطی از نور را منعکس می‌کنند، دیگر جهان الزاماً «قرمزتر» دیده نمی‌شد. او می‌گوید: “با این دید فراقرمز، آنچه که قبلاً سفید دیده می‌شد، هم‌اینک به رنگ سبز درمی‌آمد”.

مارکو گاراولی (Marco Garavelli)، از پژوهشگران دانشگاه بولونیای ایتالیا نیز می‌گوید که در آینده‌ای دور، “می‌شود تصور بروز جهش‌هایی را در گیرنده‌های رنگی [چشم]مان داشت که محدوده دید رنگی‌مان را چنان وسعت ببخشند که بتوان رنگ‌هایی در آن‌سوی طیف طبیعی را هم مشاهده کرد”. البته وی این را هم می‌افزاید که هنوز مشخص نیست این پروتئین‌های مصنوعی، آیا تأثیری بر نحوه سیگنال‌دهی عصبی مغز هم می‌گذارند یا نه.

تا بدین‌جای کار، برهان امیدوار است این پروتئین‌ها در صنعت تصویربرداری مفید واقع شوند. پژوهشگران، امروزه برای ردگیری برخی سلول‌های هدف در جای‌جای بدن، دست به تزریق پروتئین‌های محتوی مواد فلوئورسان به این سلول‌ها می‌زنند، تا در طول موج فرابنفش نورافشانی کنند. تعویض این پروتئین‌ها با نمونه‌های مصنوعی آزمایش برهان، امکان جذب طول موج‌های بیشتری را فراهم می‌کند و از آنجاکه طول موج‌های بلندتر، قابلیت نفوذ بیشتری هم در بافت‌های بدن دارند؛ این پروتئین‌ها قادرند نمایی واضح‌تر از بافت‌های عمیق‌تر بدن‌مان را در اختیار پژوهشگران بگذارند.

منبع: NewScientist

در همین زمینه:

آیا آبی من، همان قرمز توست؟

توضیحات تصاویر:

۱ – عکس، تزئینی است / منبع: goZooma/plainpicture

۲ – پروفسور بابک برهان / عکس از دانشگاه ایالتی میشیگان