Νέες έρευνες αποκαλύπτουν πώς οι ανθρώπινες ρετίνες, που καλλιεργούνται σε εργαστήρια, δείχνουν ότι το ρετινοϊκό οξύ, και όχι η θυρεοειδική ορμόνη, καθορίζει την ανάπτυξη των κυττάρων αναγνώρισης χρωμάτων. Αυτό το νέο εύρημα εμπλουτίζει τις γνώσεις μας για τις διαταραχές αντίληψης των χρωμάτων, την απώλεια όρασης και τις γενετικές βάσεις της αντίληψης των χρωμάτων, προσφέροντας ελπίδα για μελλοντικές θεραπείες διαταραχών όρασης.
Στις μελέτες, οι ανθρώπινες ρετίνες καλλιεργήθηκαν υπό εργαστηριακές συνθήκες, αποκαλύπτοντας έναν μηχανισμό, στον οποίο μια παράγωγη της βιταμίνης Α παράγει μοναδικά κύτταρα που αναλαμβάνουν να αντιλαμβάνονται ένα ευρύ φάσμα χρωμάτων. Αυτή η οπτική ικανότητα απουσιάζει σε σκύλους, γάτες και άλλα θηλαστικά.
“Οι καλλιεργημένες τεχνητές ρετίνες μας επέτρεψαν να ερευνήσουμε αυτό το πολύ ανθρώπινο χαρακτηριστικό για πρώτη φορά”, δήλωσε ο συγγραφέας Robert Johnston, καθηγητής βιολογίας. “Η ερώτηση είναι τι μας κάνει ανθρώπους, τι μας ξεχωρίζει”.
Τα ευρήματα, που δημοσιεύθηκαν στο περιοδικό PLOS Biology, ενισχύουν την κατανόησή μας για την χρωματοπάθεια, την απώλεια όρασης που σχετίζεται με την ηλικία, καθώς και άλλες ασθένειες που σχετίζονται με τα κύτταρα των αντηλακτικών του φωτός. Δείχνουν επίσης πώς τα γονίδια διδάσκουν την ανθρώπινη ρετίνα να παράγει συγκεκριμένα κύτταρα αναγνώρισης χρωμάτων, ένας μηχανισμός που οι επιστήμονες πίστευαν ότι ελέγχονταν από τις θυρεοειδικές ορμόνες.
Ο μηχανισμός της αναγνώρισης χρωμάτων περιλαμβάνει τη ρύθμιση των ιδιοτήτων των κυττάρων που καλλιεργούνται στο εργαστήριο. Η ομάδα ερευνητών ανακάλυψε ότι μια μόριο, που ονομάζεται ρετινοϊκό οξύ, καθορίζει εάν ένας κώνος θα εξειδικευθεί στην αναγνώριση του κόκκινου ή του πράσινου φωτός. Μόνο οι άνθρωποι με φυσιολογική όραση και στενά συγγενείς πρωτεύοντες αναπτύσσουν έναν αισθητήρα κόκκινου.
Για δεκαετίες, οι επιστήμονες πίστευαν ότι οι κόκκινοι κώνοι δημιουργούνται μέσω μιας μηχανής ρίψης νομίσματος, όπου τα κύτταρα τυχαία αφοσιώνονται στην αναγνώριση είτε του πράσινου είτε του κόκκινου φωτός – και πρόσφατες μελέτες της ομάδας Johnston υποδείχτηκαν ότι αυτή η διαδικασία μπορεί να ελέγχεται από τα επίπεδα της θυρεοειδικής ορμόνης. Αντ’ αυτού, νέες έρευνες υποδηλώνουν ότι οι κόκκινοι κώνοι δημιουργούνται μέσω μιας συγκεκριμένης ακολουθίας γεγονότων που καθοδηγούνται από το ρετινοϊκό οξύ μέσα στο μάτι.
Η ομάδα ανακάλυψε ότι υψηλά επίπεδα ρετινοϊκού οξέος στην αρχική ανάπτυξη των τεχνητών ρετινών συσχετίζονταν με υψηλότερες αναλογίες πράσινων κόκκινων κώνων. Αντιστρόφως, χαμηλά επίπεδα οξέος αλλοίωσαν τις γενετικές οδηγίες της ρετίνας και της δημιούργησαν κόκκινους κώνους αργότερα κατά την ανάπτυξη.
“Μπορεί ακόμα να υπάρχει κάποιος βαθμός τυχαιότητας, αλλά το κύριο εύρημα μας είναι ότι παράγετε ρετινοϊκό οξύ από την αρχή”, δήλωσε ο Johnston. “Ο χρόνος πραγματικά παίζει σημαντικό ρόλο για το να κατανοήσουμε πώς δημιουργούνται αυτά τα κυτταρικά είδη”.
Οι πράσινοι και κόκκινοι κώνοι είναι εξαιρετικά παρόμοιοι, εκτός από ένα πρωτεΐνη που ονομάζεται όψιν, η οποία ανιχνεύει το φως και ενημερώνει τον εγκέφαλο για τα χρώματα που βλέπει μια προσωπικότητα. Οι διάφορες παραλλαγές της όψιν προσδιορίζουν κατά πόσο ένας κώνος γίνεται αισθητήρας του πράσινου ή του κόκκινου, ενώ οι γονιδιακές τους αλληλουχίες παραμένουν 96% ίδιες. Χρησιμοποιώντας μια νέα τεχνική που εντοπίζει στοιχειώδεις γενετικές διαφορές στις τεχνητές ρετίνες, η ομάδα παρακολούθησε τις αλλαγές στο ποσοστό των κυττάρων κώνων κατά τη διάρκεια 200 ημερών.
“Επειδή μπορούμε να ελέγξουμε τον πληθυσμό των πράσινων και κόκκινων κυττάρων στον πολιτισμό, μπορούμε να εξασκούμε μια προκατάληψη προς περισσότερα πράσινα ή περισσότερα κόκκινα”, είπε ο αρχισυγγραφέας Sarah Hadyniak, που διεξήγαγε την έρευνα ως διδακτορική φοιτήτρια στο εργαστήριο του Johnston και βρίσκεται πλέον στο πανεπιστήμιο Duke. “Αυτό είναι σημαντικό για το να κατανοήσουμε τον τρόπο με τον οποίο το ρετινοϊκό οξύ αλληλεπιδρά με τα γονίδια”.
Οι ερευνητές χάρτεψαν επίσης τις διαφορετικές αναλογίες αυτών των κυττάρων στις ρετίνες 700 ενηλίκων. Η αντιληπτή αυτή αλλαγή στο ποσοστό των πράσινων και κόκκινων κώνων στους ανθρώπους ήταν μία από τις πιο εκπληκτικές ανακαλύψεις των νέων έρευνών, δήλωσε η Hadyniak.
Οι επιστήμονες ακόμα δεν κατανοούν πλήρως γιατί τα ποσοστά των πράσινων και κόκκινων κώνων μπορεί να ποικίλλουν τόσο πολύ, χωρίς να επηρεάζουν την όραση ενός ατόμου. Εάν αυτοί οι τύποι κυττάρων καθόριζαν το μήκος του βραχίονα ενός ατόμου, διάφορα ποσοστά θα οδηγούσαν σε “εξαιρετικά διαφορετικά” μήκη βραχίονα, είπε ο Johnston.
Για να κατανοήσουν ασθένειες όπως η μακροειδικής διάσπαση, η οποία προκαλεί την απώλεια κυττάρων που λαμβάνουν φως κοντά στο κέντρο της ρετίνας, οι ερευνητές συνεργάζονται με άλλα εργαστήρια στο Πανεπιστήμιο Johns Hopkins. Ο στόχος τους είναι να εμβαθύνουν τις γνώσεις τους για το πώς οι κώνοι και άλλα κύτταρα συνδέονται με το νευρικό σύστημα.
“Η ελπίδα για το μέλλον έγκειται στο να βοηθήσουμε ανθρώπους με αυτά τα προβλήματα όρασης”, δήλωσε ο Johnston. “Θα χρειαστεί ακόμα λίγος χρόνος για να συμβεί αυτό, αλλά μόνο η γνώση ότι μπορούμε να παράγουμε διάφορα είδη κυττάρων είναι πολύ ελπιδοφόρα”.
Συχνές Ερωτήσεις (FAQ)
The source of the article is from the blog elperiodicodearanjuez.es