Sinirbilim

İnsan Retinaları Nasıl Renkli Bir Dünya Yaratıyor?

Özet: Laboratuvarda yetiştirilen insan retinalarını kullanan çığır açıcı bir çalışmada araştırmacılar, insanlara özgü bir özellik olan milyonlarca rengi görme yeteneğimizin ardındaki süreci açığa çıkarıyor. Bulgular önceki inançlara meydan okuyor ve retinoik asidin, uzmanlaşmış koni hücrelerinin kırmızı mı yoksa yeşil ışığı mı algıladığının belirlenmesinde nasıl önemli bir rol oynadığını gösteriyor.

Bu keşif, renk körlüğüne ve yaşa bağlı görme kaybına ışık tutuyor ve gelecekteki tedaviler için umut sunuyor.

Ana unsurlar:

  1. Laboratuvarda yetiştirilen insan retinaları, koni hücrelerinin kırmızı veya yeşil ışığı algılamada uzmanlaşmasını tiroid hormonlarının değil, retinoik asidin belirlediğini ortaya koyuyor.
  2. Araştırma, erken gelişim sırasındaki retinoik asit seviyelerinin yeşil koni hücrelerinin kırmızı koni hücrelerine oranını etkilediğini öne sürüyor.
  3. Sürecin anlaşılması, makula dejenerasyonu gibi görme bozukluklarının tedavisinde ilerlemelere yol açabilir.

Kaynak: JHU

Araştırmacılar, bir petri kabında büyüyen insan retinalarıyla, A vitamininin bir dalının, insanların milyonlarca rengi görmesini sağlayan özel hücreleri nasıl ürettiğini keşfettiler; bu, köpeklerin, kedilerin ve diğer memelilerin sahip olmadığı bir yetenektir.

Biyoloji alanında doçent olan yazar Robert Johnston, “Bu retinal organoidler, insana özgü bu özelliği ilk kez incelememize olanak sağladı” dedi. “Bizi neyin insan yaptığına, neyin farklı kıldığına dair çok büyük bir soru.”

Bulgular, şu adreste yayınlandı: PLOS Biyoloji, renk körlüğü, yaşa bağlı görme kaybı ve fotoreseptör hücrelerle bağlantılı diğer hastalıkların anlaşılmasını artırır. Ayrıca genlerin, insan retinasına, belirli renk algılayan hücreler oluşturması için nasıl talimat verdiğini de gösteriyorlar; bu, bilim adamlarının tiroid hormonları tarafından kontrol edildiğini düşündüğü bir süreç.

Bu bir gözü ve parlak renkleri gösterir.
Yalnızca normal görüşe sahip insanlar ve yakından akraba olan primatlar kırmızı sensörü geliştirir. Kredi: Nörobilim Haberleri

Araştırma ekibi, organoidlerin hücresel özelliklerini değiştirerek, retinoik asit adı verilen bir molekülün, bir koninin kırmızı veya yeşil ışığı algılamada uzmanlaşıp uzmanlaşmayacağını belirlediğini buldu. Yalnızca normal görüşe sahip insanlar ve yakından akraba olan primatlar kırmızı sensörü geliştirir.

Bilim insanları onlarca yıldır kırmızı konilerin, hücrelerin gelişigüzel bir şekilde yeşil veya kırmızı dalga boylarını algılamaya çalıştığı bir yazı tura atma mekanizması yoluyla oluştuğunu düşündüler ve Johnston’ın ekibinin yakın zamanda yaptığı araştırmalar, sürecin tiroid hormon seviyeleri tarafından kontrol edilebileceğini ima etti. Bunun yerine, yeni araştırma, kırmızı konilerin, gözdeki retinoik asit tarafından düzenlenen belirli bir dizi olay yoluyla ortaya çıktığını öne sürüyor.

Ekip, organoidlerin erken gelişimindeki yüksek retinoik asit seviyelerinin, daha yüksek yeşil koni oranlarıyla ilişkili olduğunu buldu. Benzer şekilde, düşük asit seviyeleri retinanın genetik talimatlarını değiştirdi ve gelişimin ilerleyen aşamalarında kırmızı konilerin oluşmasına neden oldu.

Johnston, “Bunda hala bir miktar rastlantısallık olabilir, ancak bizim en büyük bulgumuz, retinoik asidi gelişimin erken safhalarında ürettiğinizdir” dedi. “Bu zamanlama, bu koni hücrelerinin nasıl yapıldığını öğrenmek ve anlamak için gerçekten önemli.”

Yeşil ve kırmızı koni hücreleri, ışığı algılayan ve beyne insanların hangi renkleri gördüğünü söyleyen opsin adı verilen bir protein dışında oldukça benzerdir. Her sensörün genleri %96 aynı kalsa da, farklı opsinler bir koninin yeşil mi yoksa kırmızı sensör mü olacağını belirler. Ekip, organoidlerdeki ince genetik farklılıkları tespit eden çığır açıcı bir teknikle, 200 gün boyunca koni oranındaki değişiklikleri takip etti.

Johnston’ın laboratuvarında doktora öğrencisi olarak araştırmayı yürüten ve şu anda araştırmayı yürüten yazar Sarah Hadyniak, “Organoidlerde yeşil ve kırmızı hücre popülasyonunu kontrol edebildiğimiz için, havuzun daha yeşil veya daha kırmızı olmasını sağlayabiliriz” dedi. Duke Üniversitesi’nde. “Bunun, retinoik asidin genler üzerinde tam olarak nasıl etki ettiğini anlamak için sonuçları var.”

Araştırmacılar ayrıca 700 yetişkinin retinasında bu hücrelerin çok değişken oranlarının haritasını çıkardılar. Hadyniak, insanlarda yeşil ve kırmızı koni oranlarının nasıl değiştiğini görmenin yeni araştırmanın en şaşırtıcı bulgularından biri olduğunu söyledi.

Bilim adamları, yeşil ve kırmızı konilerin oranının, birinin görüşünü etkilemeden nasıl bu kadar büyük ölçüde değişebildiğini hala tam olarak anlayamıyorlar. Johnston, eğer bu tür hücreler bir insan kolunun uzunluğunu belirliyorsa, farklı oranların “inanılmaz derecede farklı” kol uzunlukları oluşturacağını söyledi.

Retinanın merkezine yakın ışığa duyarlı hücrelerin kaybına neden olan maküler dejenerasyon gibi hastalıkların anlaşılmasını sağlamak için araştırmacılar diğer Johns Hopkins laboratuvarlarıyla birlikte çalışıyor. Amaç, konilerin ve diğer hücrelerin sinir sistemine nasıl bağlandığına dair anlayışlarını derinleştirmektir.

Johnston, “Gelecekteki umut, bu görme sorunları olan insanlara yardım etmektir” dedi. “Bunun gerçekleşmesi biraz zaman alacak, ancak bu farklı hücre türlerini yapabileceğimizi bilmek bile çok ama çok umut verici.”

Diğer Johns Hopkins yazarları arasında şunlar yer almaktadır: Kiara C. Eldred, Boris Brenerman, Katarzyna A. Hussey, Joanna FD Hagen, Rajiv C. McCoy, Michael EG Sauria ve James Taylor; Washington Üniversitesi’nden James A. Kuchenbecker, Thomas Reh, Ian Glass, Maureen Neitz ve Jay Neitz’in yanı sıra.

Bu görsel sinirbilim araştırma haberi hakkında

Kaynak ve İleri Okuma: https://neurosciencenews.com/retina-color-vision-25447/

İlgili Makaleler

Başa dön tuşu