Κατοικίδια
Μία νέα έρευνα δίνει απάντηση στο ερώτημα γιατί οι άνθρωποι βλέπουν εκατομμύρια χρώματα, ενώ σκύλοι, γάτες και λοιπά θηλαστικά, όχι.
Αναπτύσσοντας τεχνητούς αμφιβληστροειδείς στο εργαστήριο, οι ερευνητές ανακάλυψαν πώς μια «παραφυάδα» της βιταμίνης Α δημιουργεί τα εξειδικευμένα κύτταρα που επιτρέπουν στους ανθρώπους να βλέπουν πολύ περισσότερα χρώματα.
«Αυτά τα οργανοειδή (ΣτΜ: οι τεχνητοί αμφιβληστροειδείς) μάς επέτρεψαν για πρώτη φορά να μελετήσουμε αυτό το πολύ ιδιαίτερο χαρακτηριστικό του ανθρώπου», δήλωσε ο συντάκτης της έρευνας, επίκουρος καθηγητής Βιολογίας Robert Johnston.
«Είναι ένα τεράστιο ερώτημα για το τι μας κάνει ανθρώπους, τι μας κάνει διαφορετικούς», πρόσθεσε.
Τα ευρήματα, που δημοσιεύθηκαν στο PLOS Biology, αυξάνουν την κατανόηση μας για την αχρωματοψία, την απώλεια όρασης που σχετίζεται με την ηλικία και άλλες παθήσεις που συνδέονται με τους φωτοϋποδοχείς.
Δείχνουν επίσης πώς τα γονίδια δίνουν οδηγίες στον ανθρώπινο αμφιβληστροειδή να παράγει συγκεκριμένα κύτταρα που ανιχνεύουν το χρώμα, μια διαδικασία που οι επιστήμονες πίστευαν ότι ελέγχεται από τις ορμόνες του θυρεοειδούς.
Τροποποιώντας τις κυτταρικές ιδιότητες των οργανοειδών, η ερευνητική ομάδα διαπίστωσε ότι ένα μόριο που ονομάζεται ρετινοϊκό οξύ καθορίζει εάν ένα κωνίο θα ειδικεύεται στην αίσθηση του κόκκινου ή του πράσινου φωτός.
Μόνο άνθρωποι με φυσιολογική όραση και στενά συνδεδεμένα πρωτεύοντα αναπτύσσουν τον αισθητήρα του κόκκινου.
Σύμφωνα με την έρευνα, τα κόκκινα κωνία αναπτύσσονται μέσω μιας συγκεκριμένης ακολουθίας γεγονότων που ενορχηστρώνονται από το ρετινοϊκό οξύ μέσα στο μάτι.
Η ομάδα διαπίστωσε ότι τα υψηλά επίπεδα ρετινοϊκού οξέος κατά την πρώιμη ανάπτυξη των οργανοειδών συσχετίστηκαν με υψηλότερες αναλογίες πράσινων κωνίων.
Ομοίως, τα χαμηλά επίπεδα του οξέος άλλαξαν τις γενετικές οδηγίες του αμφιβληστροειδούς και δημιούργησαν κόκκινα κωνία αργότερα στην ανάπτυξη.
«Μπορεί να υπάρχει ακόμα κάποια τυχαιότητα, αλλά το μεγάλο μας εύρημα είναι ότι παράγεις ρετινοϊκό οξύ νωρίς στην ανάπτυξη», είπε ο Johnston.
Τα πράσινα και τα ερυθρά κωνία μοιάζουν εντυπωσιακά, με εξαίρεση μία πρωτεΐνη που ονομάζεται οψίνη, η οποία ανιχνεύει το φως και λέει στον εγκέφαλο ποια χρώματα βλέπουν οι άνθρωποι.
Διαφορετικές οψίνες καθορίζουν εάν ένα κωνίο θα γίνει πράσινος ή κόκκινος αισθητήρας, αν και τα γονίδια κάθε αισθητήρα παραμένουν στο 96% ίδια.
Με μια επαναστατική τεχνική που εντόπισε αυτές τις λεπτές γενετικές διαφορές στα οργανοειδή, η ομάδα παρακολούθησε αλλαγές στην αναλογία των κωνίων σε διάστημα 200 ημερών.
Οι ερευνητές χαρτογράφησαν επίσης τις ευρέως ποικίλες αναλογίες αυτών των κυττάρων στον αμφιβληστροειδή 700 ενηλίκων.
Παρ’ όλα αυτά, οι επιστήμονες εξακολουθούν να μην κατανοούν πλήρως πώς η αναλογία πράσινων και κόκκινων κωνίων μπορεί να ποικίλλει τόσο πολύ χωρίς να επηρεάζει την όραση κάποιου.
Εάν αυτοί οι τύποι κυττάρων καθόριζαν το μήκος ενός ανθρώπινου βραχίονα, οι διαφορετικές αναλογίες θα παρήγαγαν «εκπληκτικά διαφορετικά» μήκη βραχιόνων, είπε χαρακτηριστικά ο Johnston.
Για να κατανοήσουν ασθένειες όπως η εκφύλιση της ωχράς κηλίδας, η οποία προκαλεί απώλεια κυττάρων που ανιχνεύουν το φως κοντά στο κέντρο του αμφιβληστροειδούς, οι ερευνητές συνεργάζονται με άλλα εργαστήρια του Johns Hopkins.
Στόχος είναι να εμβαθύνουν την κατανόησή τους για το πώς τα κωνία και άλλα κύτταρα συνδέονται με το νευρικό σύστημα.
«Η μελλοντική ελπίδα είναι να βοηθήσουμε τους ανθρώπους με αυτά τα προβλήματα όρασης», ανέφερε ο Johnston.
«Θα περάσει χρόνος μέχρι συμβεί αυτό, αλλά το να γνωρίζουμε ότι μπορούμε να δημιουργήσουμε αυτούς τους διαφορετικούς τύπους κυττάρων είναι πολύ, πολύ ελπιδοφόρο».
