Žmogaus akyje yra trijų rūšių kūginės ląstelės, kurios reguliuoja spalvų matymą, juntamos raudona, mėlyna arba žalia šviesa, tačiau mažai žinoma apie tai, kaip šios specializuotos ląstelės atsiranda augančio vaisiaus akyse. Tačiau tyrėjai neseniai apžvelgė šiuos formavimo mechanizmus, augindami organoidus - labai mažus, primityvius organus, kurie buvo pagaminti iš akių ląstelių, kad jie galėtų stebėti ląsteles tobulėjant.
Nors maži organoidai neatrodė kaip visiškai suformuotos akys, juose buvo fotoreceptoriai, reaguojantys į šviesą, o ląstelės (ir jų genai) vis tiek elgėsi kaip kūgio ląstelės žmogaus akyje. Pažymėtina, kad spalvomis jautrios ląstelės laboratorijoje išaugintame akies audinyje susitvarkė taip, kaip tai daro vaisius, pirmiausia pasirodant mėlynai šviesai jautriems kūgio ląstelėms, o paskui - raudonai ir žaliai šviesai jautiančios ląstelės. Eksperimentai su šiomis ląstelėmis leido pirmą kartą pažvelgti į mechanizmus, kurie sukuria mūsų unikalų spalvų matymą, pranešė mokslininkai naujame tyrime.
Apie mėlynojo kūgio ląsteles jau buvo žinoma, kad jos išsivystė prieš jų raudonuosius ir žaliuosius kaimynus. Tačiau nebuvo aišku, kodėl jie atsirado tokia tvarka ir kas paskatino ląsteles „pasirinkti tuos likimus“ kaip mėlynus, raudonus ar žalius, sakė pagrindinė tyrimo autorė Kiara Eldred, doktorantė iš Johns Hopkins universiteto (JHU) Biologijos katedros. Merilande.
„Mes nebuvome tikri, kas vystymosi kontekste paskatino tas ląsteles skirtis viena nuo kitos“, - Eldredas pasakojo „Live Science“.
Mokslininkai nurodė, kad kamieninės ląstelės virsta akies audiniais, tačiau būtent tai, kokį akies audinio tipą nustato pačios ląstelės, teigė tyrimo bendraautorius Robertas Johnstonas jaunesnysis, JHU Biologijos katedros docentas.
„Jie tiesiog vystosi ir auga kaip tinklainė inde“, - „John Science“ pasakojo „Live Science“.
Kadangi tyrėjai norėjo, kad jų augančios mini akys atitiktų tą patį tvarkaraštį, kaip ir vaisiaus gimdoje, devynis mėnesius stebėjo tinklainės audinių vystymąsi.
Be to, ankstesni tyrimai su pelėmis ir zebrafish užuomina į tai, kad skydliaukės hormonas padėjo suaktyvinti ląstelių, susijusių su spalviniu matymu, vystymąsi, sakė Eldredas. Norėdami tai išbandyti, mokslininkai naudojo genų redagavimo įrankį CRISPR, norėdami manipuliuoti kūgio ląstelių hormonų receptoriais, norėdami sužinoti, kaip tai pakeis jų augimo įpročius.
Jie nustatė, kad skirtinguose akies vystymosi etapuose esantis skydliaukės hormono lygis turėjo didelę įtaką formuojant ląstelių tapatumą. Kai tyrėjai išjungė hormonų receptorius, jiems užaugo mažos akys, turinčios tik mėlyną jutimą turinčias ląsteles, galinčias pamatyti tik mėlyną šviesą. Mokslininkai pranešė, kad ankstyvame augimo etape užlieję organoidus papildomais skydliaukės hormonais - prieš formuodamiesi mėlynosiose ląstelėse - visos spalvos ląstelės išsivystė kaip raudonos ir žalios spalvos.
„Tai mums pasakė, kad mes pakankamai supratome mechanizmą, pagal kurį galime auginti žmogaus tinklainės ląsteles indelyje, ir galėjome jiems pasakyti, kokias ląsteles norime pagaminti“, - „John Science“ pasakojo „Live Science“.
Pasak laboratorijos, išaugintas akių audinys gali ne tik atskleisti spalvoto matymo paslaptis, bet ir naudingas tiriant kitus žmonėms būdingus regėjimo aspektus ir galinčius suteikti informacijos apie aklumo ir glaukomos gydymą.
Rezultatai buvo paskelbti internete šiandien (spalio 11 d.) Žurnale „Science“.
