Lab-Grown людських сітківки розкрити ключі до кольору бачення

У лабораторії в Університеті Джона Хопкінса в блюді ростуть маленькі шматочки людських очей. В той час, як вирощування очних яблук є технічним дивом саме по собі, це створення має ускладнене призначення. У новому дослідженні опубліковано в журналі Наука Учені створили ці органоиди, щоб зрозуміти, чому ми можемо побачити колір і дізнатися, як допомогти людям, які цього не можуть.

Коли хтось думає про око, вони, напевно, думають про повну, цибулинну форму - лінзу, райдужку; склоподібне тіло. Ці органоиди сітківки не є такими. Технічно, вони - сітківки, вирощені з людських стовбурових клітин - глобусів білої тканини, що вистилає саму задню частину ока.

У дослідженні, опублікованому в четвер, аспірант Університету Джона Хопкінса Кіара Елдред і її команда розкривають, чому ці сітківки настільки важливі. У людей є три типи клітин, що виявляють колір, конусоподібні фоторецептори, які відчувають червоний, зелений або синій світло. Але механізми, за якими це не було повністю зрозуміле. Тут група виявила, що сині клітини розвиваються спочатку, потім червоні і зелені клітини пізніше. Вивчення часу цих клітинних утворень було новим знаходженням - і мали сенс, враховуючи, що у нас та інших приматів є те, що називається трихроматичним кольоровим зором.

"Як учений, я думаю, що ви повинні мати пристрасть до того, що ви робите, і зв'язок із своїм організмом", - розповідає органоід-творець Елдред. Обернено. «Я піклувався про органоїди щодня на початку, а потім через день. У лабораторії мої співавтори і я всі ми називаємо їх нашими дітьми, тому що ми повинні постійно піклуватися про них.

"Більшість ссавців можуть бачити лише два кольори - вони бачать тільки синій і зелений", пояснює Елдред. «Ми бачимо синій, зелений і червоний. Через кольорове бачення ми можемо отримати багато багато інформації про навколишній світ."

Це припускає, що примати, як шимпанзе і люди можуть бачити червоне, тому що здатність дозволила раннього hominins знайти дозрівання плодів серед зелених листя фону. Між тим, інші ссавці, як собаки і кішки, бачать менше і слабкіші кольори.

Усвідомлення того, що щось спонукає до виникнення синього, червоного і зеленого росту клітини, також викликало таємницю: Який механізм викликав створення цих трьох типів конусних клітин? Щоб зрозуміти це, після того, як керували стовбуровими клітинами тканини сітківки - це процес, коли іноді вчені створюють тканину мозку, а також тканину сітківки, тому що фоторецептори технічно є нейронами - дослідники почали тестувати набір гени, що беруть участь у функції тиреоїдного гормону, який бере участь у рості клітин і диференціації.

Попередні роботи, що стосуються мишей, риб та курячого зору, свідчать про те, що, коли функція тиреоїдних гормонів є низькою, з'являються сині клітини, і коли її високі, слідують червоні і зелені клітини.Це виявилося істинним: використовуючи CRISPR, дослідники вибили рецептор для гормонів щитовидної залози і створили органоїди сітківки лише з допомогою синіх клітин. Коли вони додавали гормон назад, вони створювали органоиди лише червоними і зеленими клітинами.

Це відбувалося, незважаючи на те, що щитовидної залози взагалі не задіяно - єдиними предметами в посуді були органоїди сітківки. Після вивчення того, які гени включаються або вимикаються протягом року розвитку органоидов, вони виявили, що їхня гіпотеза була правильною: гени, які розкладають гормони щитоподібної залози, були рано, щоб зробити сині клітини, а гени, які активують гормони щитовидної залози, стали надалі і зелені клітини.

По суті, вчені змушували органоиди ставати сліпими різними способами. Це свідчить про те, що це дослідження може бути корисним для розробки терапевтичних методів лікування, які допомагають людям, які є сліпими або страждають макулярною дегенерацією, захворюванням очей, що викликає втрату зору. В даний час, що вчені роблять, щоб допомогти з дегенерацією жовтої плями, вводять стовбурові клітини в сітківку, які мають певний виродження. Однак ефективність цього процесу була непередбачуваною. Тепер мета полягає в тому, що, будучи в змозі спрямувати шлях диференціації клітин конуса, вчені можуть дізнатися, як вони можуть використовувати клітини терапевтично.

"Ми сподіваємося, що завдяки нашим дослідженням ми зможемо надати інформацію іншим дослідникам про те, як спеціально створювати конусні клітини", - говорить Елдред. «У майбутніх експериментах ми можемо взяти ці клітини, вводити їх, і більше з них стануть фоторецепторами, які можуть реально забезпечити регенеративне лікування. Кожного разу, коли я бачу, як органоиди йдуть правильним шляхом, це захоплююче і захоплююче.