https://bodybydarwin.com
Slider Image

Για την αντιμετώπιση της τύφλωσης, οι επιστήμονες κοιτάζουν τα φύκια

2020

Τι γίνεται αν το κλειδί για τη θεραπεία της τύφλωσης βρέθηκε σε μονοκύτταρα άλγη;

Σε μια πρόσφατη μελέτη που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature, μια ομάδα επιστημόνων ήταν σε θέση να αποκαταστήσει την ευαισθησία του φωτός σε παλαιότερα τυφλά ποντίκια χρησιμοποιώντας μια πρωτεΐνη που εξήχθη από άλγη του γένους Chlamydomonas . Οι Chlamydomonas παρουσιάζουν ιδιαίτερο ενδιαφέρον επειδή παρουσιάζουν φωτοταξία - την ικανότητα να προσανατολίζονται προς πηγές φωτός για να βοηθήσουν στη φωτοσύνθεση. Πρόθυμοι να καταλάβουν τι προκάλεσε αυτό το φαινόμενο σε γενετικό επίπεδο, οι επιστήμονες στο ινστιτούτο Max Planck το 2003 απομόνωσαν μια σειρά γονιδίων που αποθηκεύουν τα σχέδια για τη δημιουργία ευαίσθητων στο φως πρωτεϊνών. Και τώρα, μια κοινή ομάδα ερευνητών του Ινστιτούτου Friedrich Miescher στην Ελβετία και της Ιατρικής Σχολής του Χάρβαρντ έχουν αναπτύξει πρόσφατα μια θεραπεία που εισάγει αυτά τα γονίδια στα μάτια των τυφλών ποντικών. Αυτό που παρατηρήθηκε ήταν μια δραματική αλλαγή συμπεριφοράς που απέδειξε ότι τα ποντίκια είχαν ανακτήσει την ευαισθησία τους στο φως.

Ο Δρ Botond Roska, αρχηγός της ομάδας του Friedrich Miescher Institute, έχει μια έξυπνη αναλογία για να κάνει την έρευνά του προοπτική: "Φανταστείτε να μιλήσετε σε ένα μεγάλο δωμάτιο ανθρώπων, αλλά μόνο η πρώτη σειρά μπορεί να σας ακούσει λέει. αναφέρεται στο εξωτερικό στρώμα των ματιών και των κώνων του ματιού, τα κύτταρα που ανιχνεύουν το φως που ευθυγραμμίζουν το πίσω μέρος του αμφιβληστροειδούς και είναι το πρώτο βήμα σε έναν πολύπλοκο καταρράκτη κυττάρων που μεταφέρουν πληροφορίες από το μάτι στον εγκέφαλο. αυτή η πρώτη σειρά για να περάσει πίσω αυτό που "ακούν" στη σειρά πίσω από αυτές.Όταν αυτό το πρώτο στρώμα του κυττάρου είναι κατεστραμμένο πέρα ​​από την επιδιόρθωση από τέτοιες ασθένειες όπως η εκφύλιση της ωχράς κηλίδας ή η αμφιβληστροειδίτιδα, το μάτι καθίσταται τυφλό, αν και το μεγαλύτερο μέρος του πολύπλοκου μηχανισμού εξακολουθεί να είναι λειτουργική, όπως το περιγράφει ο Δρ. Roska, ένα τυφλό μάτι είναι "σαν μια φωτογραφική μηχανή με το καπάκι".

Ο Δρ Ρόσκα και η ομάδα του αποφάσισαν να στοχεύσουν το στρώμα των κυττάρων κάτω από αυτό το πρώτο στρώμα, εγχύοντας τα κλωνοποιημένα γονίδια των φυκιών σε μια προσπάθεια να «ανεβάσουν τον τόμο της ομιλίας» έτσι ώστε η δεύτερη σειρά να καταλάβει το χαλαρό αριστερά από ένα " κωφούς "πρώτης σειράς και να μεταδώσουν το μήνυμα στο υπόλοιπο κοινό.

Για να διαπιστωθεί αν η θεραπεία λειτούργησε πραγματικά, δύο ομάδες ποντικών, μία με θέαμα και μία τυφλή, τοποθετήθηκαν σε σκοτεινούς κλωβούς για μισή ώρα πριν ενεργοποιηθούν τα φώτα. Μόλις τα φώτα ήταν πίσω, τα οπτικά ποντίκια έγιναν ενεργά και έτρεχαν γύρω από το κλουβί τους, ενώ τα τυφλά ποντίκια παρέμειναν καθιστικά. Όταν τα ποντίκια που υποβλήθηκαν σε θεραπεία με τα γονίδια του Chlamydomonas υποβλήθηκαν στην ίδια δοκιμασία, παρουσίασαν επίπεδα δραστηριότητας σχεδόν τόσο υψηλά όσο τα ποντίκια, υποδηλώνοντας ότι μπορούσαν να πουν τα διαφορετικά μεταξύ φωτός και σκοτάδι.

Τότε ήταν απαραίτητο να δοκιμάσουμε την ευαισθησία της πρόσφατα αποκατασταθείσας όρασης των ποντικών - είτε αν μπορούσαν να ανιχνεύσουν μόνο τις αλλαγές στην ένταση του φωτός είτε να διακρίνουν πραγματικά σχήματα. Για να γίνει αυτό, τα ποντίκια τοποθετήθηκαν μπροστά σε ό, τι πρέπει να ήταν μια αξιολάτρευτη οθόνη ποντικιού μεγέθους κινηματογραφικής ταινίας και έγινε για να παρακολουθήσουν μια σειρά γραμμών διαφόρων διαστάσεων που κινούνται στην οθόνη. Οι ποντικοί που υποβλήθηκαν σε αγωγή παρατηρήθηκαν να ακολουθούν τις γραμμές, δείχνοντας ότι μπορούσαν πράγματι να κάνουν σχήματα. Το πιο εκπληκτικό είναι ότι αυτά τα ποντίκια θα ακολουθούσαν μια γραμμή που ήταν τόσο λεπτή όσο το διπλάσιο του πλάτους των γραμμών που θα ακολουθούσε ένα κανονικό ποντίκι.

Το επόμενο βήμα για τον Δρ. Roska και την ομάδα του είναι να προσπαθήσει να αποκαταστήσει τη λειτουργικότητα σε ένα ευρύτερο φάσμα υποδοχέων φωτός. Σε ένα υγιές μάτι, η πλήρης όραση είναι ένας μέσος όρος των δεδομένων που καταγράφονται από τα κύτταρα που μετρούν την αυξανόμενη ένταση, καθώς και ένα δεύτερο τύπο που μετρά τη μείωση της έντασης, που ονομάζεται "ON" και "OFF" αντίστοιχα. Το γονίδιο του Chlamydomonas λειτουργεί μόνο στα κύτταρα "ON", αλλά πιστεύεται ότι μια πρωτεΐνη από έναν ξεχωριστό μικροοργανισμό μπορεί τελικά να επαναφέρει τα κύτταρα "OFF".

Όπως εκπληκτικό είναι αυτά τα αποτελέσματα, μπορεί να είναι λίγο πριν η θεραπεία μπορεί να εφαρμοστεί στον άνθρωπο. Η μεγαλύτερη πρόκληση δημιουργείται από το γεγονός ότι η θεραπεία είναι αποτελεσματική μόνο για πολύ υψηλές εντάσεις φωτός. Στο πολύπλοκο ανθρώπινο μάτι, υπάρχουν 40 διαφορετικά γονίδια που μπορούν να προσαρμοστούν σε πολλά διαφορετικά επίπεδα φωτός. Το τέχνασμα θα ήταν να βρούμε πιο ευαίσθητες ετικέτες γονιδίων για διάφορα επίπεδα φωτός ή ακόμα και να αναπτύξουμε ειδικά γυαλιά για να βοηθήσουμε να εστιάσουμε το φως όπως κάνει μια αυτόματη κάμερα.

Ωστόσο, η δουλειά του Δρ. Roska είναι μια πολλά υποσχόμενη εξέλιξη για μια προϋπόθεση που για πολλούς φαινόταν όλοι αλλά ανίατη στο τελικό της.

Διόρθωση: Μια προηγούμενη έκδοση αυτού του άρθρου απέδωσε εσφαλμένα την αρχική έρευνα για την απομόνωση του ευαίσθητου στο φως γονιδίου Chlamydomonas_ στην Dr. Boska και την ομάδα του. Η έρευνα αυτή διεξήχθη από τον Dr. Georg Nagel και τον Dr. Ernst Bamberg του Ινστιτούτου Max Planck το 2003. _

Όλα όσα πρέπει να ξέρετε για το iPhone 8, το iPhone X και πολλά άλλα

Όλα όσα πρέπει να ξέρετε για το iPhone 8, το iPhone X και πολλά άλλα

Το νέο σμήνος του πνεύματος του Πενταγώνου προειδοποιεί ένα μέλλον αυτόνομων πολεμικών μηχανών

Το νέο σμήνος του πνεύματος του Πενταγώνου προειδοποιεί ένα μέλλον αυτόνομων πολεμικών μηχανών

Τραγούδια για να τραγουδήσουν το δρόμο σας μέσα από την έκλειψη του 2017

Τραγούδια για να τραγουδήσουν το δρόμο σας μέσα από την έκλειψη του 2017