Lab-lumago Human Retinas Reveal Keys sa Vision ng Kulay

Sa isang lab sa Johns Hopkins University, ang mga maliit na piraso ng mga mata ng tao ay lumalaki sa isang ulam. Habang ang lumalaking mata globs ay isang teknikal na kagilag sa kanyang sarili, ang paglikha na ito ay may isang compounded layunin. Sa isang bagong pag-aaral na inilathala sa journal Agham, nabuo ng mga siyentipiko ang mga organo na ito upang maunawaan kung bakit nakikita natin ang kulay at upang matutunan kung paano matutulungan ang mga taong hindi makakaya.

Kapag ang isa ay nag-iisip ng isang mata, malamang na iniisip nila ang buo, bulbous form - ang lens, isang iris; ang vitreous body. Ang mga retinal organoids ay hindi iyan. Sa teknikal, ang mga ito ay retina na lumaki mula sa mga stem cell ng tao - globs ng puting tissue na linya sa likod ng mata.

Sa pag-aaral, na inilathala noong Huwebes, ang mag-aaral na nagtapos sa Johns Hopkins University na si Kiara Eldred at ang kanyang pangkat ay naghahayag kung bakit napakahalaga ang mga retina. Ang mga tao ay may tatlong uri ng mga cell na nakakakita ng kulay, hugis-hugis na photoreceptor na nangangahulugan na pula, berde, o asul na liwanag. Ngunit ang mga mekanismo sa likod kung bakit ito ay hindi pa ganap na nauunawaan. Dito, natuklasan ng koponan na ang mga asul na mga cell ay bumuo ng una, pagkatapos ay pula at berde na mga cell mamaya. Ang pag-aaral ng tiyempo ng mga pormasyon ng cell ay isang nobelang paghahanap - at ginawa kahulugan, isinasaalang-alang namin at iba pang mga primates ay may isang bagay na tinatawag na trichromatic kulay pangitain.

"Bilang isang siyentipiko, sa palagay ko kailangan mong magkaroon ng isang pagkahilig para sa kung ano ang iyong ginagawa at isang koneksyon sa iyong organismo," sinabi ng organo-lumikha na si Eldred Kabaligtaran. "Pinag-alaga ko ang mga organoid araw-araw sa simula at pagkatapos ay sa bawat iba pang araw habang sila ay mas matanda. Sa lab, ang aking mga co-authors at ako ang lahat ng uri ng sumangguni sa mga ito bilang aming mga sanggol dahil kailangan namin upang maalagaan ang mga ito sa lahat ng oras."

"Ang karamihan sa mga mammal ay nakikita lamang sa dalawang spectrum ng kulay - makikita lamang nila ang asul at berde," paliwanag ni Eldred. "Makakakita kami ng asul, berde, at pula. Dahil sa pangitain ng kulay nakakatanggap kami ng maraming mayaman na impormasyon tungkol sa mundo sa paligid namin."

Ipinapalagay na ang mga primat na tulad ng mga chimp at mga tao ay maaaring makakita ng pula dahil ang kakayahang magamit ang mga maagang hominin upang makahanap ng ripening fruit sa mga berdeng dahon. Samantala, ang iba pang mga mammals tulad ng mga aso at pusa makita ang mas kaunti at weaker kulay.

Ang pagsasakatuparan na ang isang bagay ay nagdudulot ng tiyempo ng pag-unlad ng asul, pula, at berdeng selula ng selula ay nagbigay din ng isang misteryo: Anong mekanismo ang sanhi ng paglikha ng tatlong uri ng mga cell ng kono? Upang malaman ito, pagkatapos ituro ang mga stem cell upang maging retinal tissue - isang proseso kung saan ang mga siyentipiko ay nagtapos ng paglikha ng tisyu ng utak pati na rin ang retinal tissue dahil, pagkatapos ng lahat, ang mga photoreceptor ay technically neurons - sinimulan ng mga mananaliksik ang isang set ng mga gene na kasangkot sa pag-andar ng teroydeo hormon, na kung saan ay kasangkot sa paglago ng cell at pagkita ng kaibhan.

Ang nakaraang trabaho tungkol sa mga mice, isda, at paningin ng manok ay iminungkahi na kapag ang paggalaw ng hormone hormone ay mababa, ang mga asul na mga selula ay lumabas, at kung susundan ito ng mataas, pula at berde na mga selula.Na totoo: Ginamit ang CRISPR, pinatalsik ng mga mananaliksik ang receptor para sa thyroid hormone at lumikha ng mga organo ng retina na may mga asul na selula lamang. Kapag idinagdag nila ang hormone sa likod, sila ay nakabuo ng mga organo na may mga pula at berdeng mga selula lamang.

Ito ay nangyayari kahit na ang thyroid gland ay hindi kasangkot sa lahat - ang tanging mga item sa ulam ay ang retina organoids. Pagkatapos suriin kung anong mga gene ang nakabukas o nakabukas sa loob ng isang taon ng pagpapaunlad ng organo, natuklasan nila na ang kanilang teorya ay tama: Ang mga gene na nagpapahina sa teroydeo hormone ay maaga upang gawin ang mga asul na mga selula, at ang mga gene na nagpapagana ng thyroid hormone ay mamaya upang lumikha ng pula at berdeng mga selula.

Mahalaga na ang mga siyentipiko ay nagiging sanhi ng mga organoid na maging bulag sa iba't ibang paraan. Ito ay nagpapahiwatig na ang pananaliksik na ito ay maaaring maging kapaki-pakinabang sa pagbuo ng therapeutic na mga paggamot upang matulungan ang mga tao na kulay bulag o magdusa mula sa macular degeneration, isang sakit sa mata na nagiging sanhi ng pagkawala ng paningin. Sa kasalukuyan, ang ginagawa ng mga siyentipiko upang tumulong sa macular degeneration ay mag-iikot ng mga stem cell sa retina na may ilang uri ng pagkabulok. Gayunpaman, ang pagiging epektibo ng prosesong ito ay hindi mahuhulaan. Ang layunin ngayon ay na, sa pamamagitan ng pagiging magagawang upang idirekta ang path ng pagkita ng kaibhan ng mga cell kono, maaaring malaman ng mga siyentipiko kung paano nila magagamit ang mga cell therapeutically.

"Inaasahan namin na sa aming pananaliksik, maaari kaming magbigay ng impormasyon sa iba pang mga mananaliksik kung paano lumikha ng mga cell ng kono partikular," sabi ni Eldred. "Sa mga eksperimento sa hinaharap maaari nating kunin ang mga selyenteng ito, mag-imbak sa kanila, at higit pa sa mga ito ay magiging photoreceptor na maaaring magbigay ng regenerative treatment. Sa bawat oras na nakikita ko ang mga organoid na bumababa sa tamang landas, ito ay kapana-panabik at kamangha-manghang."