Science论文破解百年色彩之谜！科学家首次看清人眼三色视蛋白的原子“真容”
来源：生物谷原创 2026-07-14 11:33
研究提供了分子层面的理解，解释了每种视锥视蛋白如何与视黄醛相互作用，将其调谐到不同波长的光。
一个全球科研团队揭开了数十年未解的谜团——成功解析了我们眼睛中负责感知颜色的关键分子的原子结构。“要理解我们如何探测光并感知色彩，就必须知道眼睛中光敏分子的精确结构。”澳大利亚国立大学（ANU）荣誉退休教授Trevor Lamb说。
“我们对颜色的感知，主要由视网膜内红敏、绿敏和蓝敏三种视锥感光细胞的相对兴奋程度决定，而这些细胞中正含有这些光敏分子。”
该发现发表于《Science》期刊，由中国、德国和澳大利亚多家研究机构的科学家共同完成。
在ANU的约翰·柯廷医学研究所，Lamb在解读这些分子在眼内所起作用方面发挥了核心作用。这些分子有三种变体，称为视锥视蛋白，分别将红光、绿光或蓝光转化为化学信号。
“揭示这三种分子在光激活状态下的原子结构，展示了它们在视锥细胞内如何工作，从而触发最终传向大脑的信号。”Lamb说。“我们的结果揭示了三种视锥视蛋白在受到光照后进入活性状态时的根本差异。”
就像高快门速度让相机能捕捉更清晰的图像一样，我们眼睛中的颜色探测分子能够快速开启和关闭，这被认为使我们能在日光下清晰看到动态物体的锐利细节和准确色彩。
三种视锥视蛋白都含有同一种光敏的维生素A衍生物分子——视黄醛，而红、绿、蓝三种视蛋白与该分子的结合方式各不相同。
“我们的研究提供了分子层面的理解，解释了每种视锥视蛋白如何与视黄醛相互作用，将其调谐到不同波长的光。”Lamb说。
“红敏和绿敏视蛋白在视黄醛周围似乎使用了非常不同的化学电荷排布方式。我们推测，这种差异解释了它们为何比蓝敏视蛋白关闭得更快，且远快于视杆色素。”
用于微光视觉的视杆色素分子的结构在几十年前就已解析。但直到现在，借助新的显微镜技术，研究人员才得以解析这些颜色探测分子的结构。
“花了这么长时间，是因为此前无法制备视锥视蛋白的晶体，”Lamb说。“我们的工作转而使用了每种视蛋白的闪冻样品，然后用电子显微镜进行观察。”
从长远来看，这一进展可能帮助科学家找到治疗某些视觉障碍（如视锥细胞营养不良和色觉异常）的更好方法。
“在许多情况下，视锥细胞视觉障碍源于视锥视蛋白本身的问题。”Lamb说。
理解视锥视蛋白的结构之所以重要，是因为它有助于从分子层面精确解释这些疾病是如何发生的。（生物谷Bioon.com）
参考文献：
Qi Peng et al, Cryo–electron microscopy structures of human cone visual pigments, Science (2026). DOI: 10.1126/science.adz8141.
版权声明 本网站所有注明“来源：生物谷”或“来源：bioon”的文字、图片和音视频资料，版权均属于生物谷网站所有。非经授权，任何媒体、网站或个人不得转载，否则将追究法律责任。取得书面授权转载时，须注明“来源：生物谷”。其它来源的文章系转载文章，本网所有转载文章系出于传递更多信息之目的，转载内容不代表本站立场。不希望被转载的媒体或个人可与我们联系，我们将立即进行删除处理。
