眾所周知，我們?nèi)祟惖囊曈X(jué)系統(tǒng)并不出色，只對(duì)整個(gè)電磁光譜的一小部分可見(jiàn)。例如，想要在深紅色或弱光條件下看見(jiàn)東西，人眼就無(wú)能為力了。

然而，接受過(guò)一種癌癥療法的患者曾報(bào)告，他們可以在黑暗中看到人影或輪廓。這種療法就是光動(dòng)力療法（PDT），它是用光敏藥物和激光活化治療腫瘤疾病的一種新療法。光動(dòng)力療法利用特定波長(zhǎng)照射腫瘤部位，能使選擇性聚集在腫瘤組織的光敏藥物活化，引發(fā)光化學(xué)反應(yīng)破壞腫瘤。

與所有其他類型的癌癥療法不同，光動(dòng)力療法還可能帶來(lái)最奇怪的副作用之一，使患者增加了超能力般的“夜視”能力，即在黑暗中能看到更多東西。然而，科學(xué)家們還不清楚給患者造成這種“超能力”的原因。

近期，發(fā)表在《Physical Chemistry Letters》上的一項(xiàng)研究中，來(lái)自法國(guó)洛林大學(xué)、西班牙阿爾卡拉大學(xué)和南開(kāi)大學(xué)的研究人員，通過(guò)全原子分子模擬和高水平的量子化學(xué)計(jì)算成功解釋了這種讓患者增加“超能力”的機(jī)制。

視紫紅質(zhì)（Rhodopsin）是負(fù)責(zé)我們視覺(jué)第一步的跨膜感光蛋白，由視黃醛和視蛋白結(jié)合而成。視紫紅質(zhì)通過(guò)一種叫做二氫卟酚e6（Ce6）的深紅光光敏化合物觸發(fā)增強(qiáng)了視覺(jué)敏感性，而Ce6就是光動(dòng)力療法的關(guān)鍵成分。

可見(jiàn)光觸發(fā)視網(wǎng)膜與視紫紅質(zhì)分離，然后轉(zhuǎn)換成大腦可解釋的電信號(hào)。雖然對(duì)我們來(lái)說(shuō)，在晚上沒(méi)有多少可見(jiàn)光，但事實(shí)證明，這種機(jī)制也可以通過(guò)光和化學(xué)的另一種組合來(lái)觸發(fā)。

因此，在被二氫卟酚e6（Ce6）觸發(fā)后，視紫紅質(zhì)中的視黃醛可以異構(gòu)化，從而啟動(dòng)視覺(jué)光轉(zhuǎn)導(dǎo)級(jí)聯(lián)，也就是使視網(wǎng)膜的變化方式與在可見(jiàn)光下相同。這就解釋了夜間視力增加的原因。

在這項(xiàng)研究中，研究人員通過(guò)使用分子模擬來(lái)模擬單個(gè)原子的運(yùn)動(dòng)（根據(jù)它們各自的吸引力或排斥力），以及化學(xué)鍵的斷裂或產(chǎn)生。

在模擬中，研究人員將一個(gè)虛擬的視紫質(zhì)蛋白插入其脂質(zhì)膜中，與幾個(gè)二氫卟酚 e6分子，或水，或數(shù)萬(wàn)個(gè)原子相接觸。該模擬運(yùn)行了幾個(gè)月，并經(jīng)過(guò)了數(shù)百萬(wàn)次化學(xué)計(jì)算，研究人員能夠準(zhǔn)確地模擬紅外輻射引起的化學(xué)反應(yīng)。在現(xiàn)實(shí)生活中，這種反應(yīng)只需要幾納秒就會(huì)發(fā)生。

全原子分子模擬顯示，當(dāng)二氫卟酚e6吸收紅外線輻射時(shí)，它與眼組織中的氧氣相互作用，將其轉(zhuǎn)化為高度活性的單線態(tài)氧，除了摧毀癌細(xì)胞外，單線態(tài)氧還可以與視網(wǎng)膜發(fā)生反應(yīng)，從而提高夜視能力。

現(xiàn)在，研究人員已經(jīng)知道造成這種奇怪副作用的化學(xué)物質(zhì)，從而能夠限制接受光動(dòng)力療法的患者發(fā)生這種情況的幾率。

研究人員表示，這一發(fā)現(xiàn)甚至可以用來(lái)幫助治療某些類型的失明或?qū)膺^(guò)度敏感的患者。當(dāng)然，他們絕對(duì)不建議嘗試使用二氫卟酚e6給自己帶來(lái)超人般的夜視能力。

參考資料：

1.Induced Night Vision by Singlet-Oxygen-Mediated Activation of Rhodopsin

來(lái)源：中國(guó)生物技術(shù)網(wǎng)