في العين البشرية ، هناك ثلاثة أنواع من الخلايا المخروطية التي تنظم رؤية الألوان ، وهي تستشعر الضوء الأحمر أو الأزرق أو الأخضر ، ولكن لا يُعرف الكثير عن كيفية ظهور هذه الخلايا المتخصصة في عيون الجنين المتنامي. ومع ذلك ، قدم الباحثون مؤخرًا لمحة عن هذه الآليات التكوينية ، عن طريق نمو أعضائه العضوية - الأعضاء البدائية الصغيرة جدًا - والمصنوعة من خلايا العين ، حتى يتمكنوا من مراقبة الخلايا أثناء تطورها.
على الرغم من أن أعضائه الدقيقة لا تبدو وكأنها عيون كاملة التكوين ، إلا أنها تحتوي على مستقبلات ضوئية تستجيب للضوء ، ولا تزال الخلايا (وجيناتها) تتصرف كما تفعل الخلايا المخروطية في العين البشرية. ومن اللافت للنظر أن خلايا الاستشعار اللونية في أنسجة العين المزروعة في المختبر قد نظمت نفسها كما تفعل تلك الخلايا في الجنين ، مع ظهور خلايا مخروطية مستشعرة للضوء الأزرق أولاً ، تليها خلايا تستشعر الضوء الأحمر والأخضر. أفاد العلماء في دراسة جديدة أن التجارب مع هذه الخلايا قدمت لمحة أولية عن الآليات التي تنتج رؤيتنا اللونية الفريدة.
كانت الخلايا المخروطية الزرقاء معروفة بالفعل بالتطور قبل جيرانها الأحمر والأخضر. وقالت مؤلفة الدراسة الرئيسية كيارا إلدريد ، وهي طالبة دكتوراه في قسم علم الأحياء في جامعة جونز هوبكنز (JHU) ، إنه لم يكن واضحًا سبب ظهورها بهذا الترتيب وما الذي دفع الخلايا إلى "اختيار تلك المصائر" باللون الأزرق أو الأحمر أو الأخضر. في ولاية ماريلاند.
وقال إلدريد لـ Live Science: "لم نكن متأكدين مما يشير في سياق التنمية إلى اختلاف هذه الخلايا عن بعضها البعض".
قال المؤلف المشارك في الدراسة روبرت جونستون جونيور ، الأستاذ المساعد في قسم الأحياء بجامعة جيه يو يو ، إن العلماء وجهوا الخلايا الجذعية لتصبح أنسجة العين ، ولكن بالضبط ما هو نوع أنسجة العين التي تحددها الخلايا نفسها.
قال جونستون لـ Live Science: "إنهم يتطورون وينمون فقط كشبكية في طبق".
لأن الباحثين أرادوا أن تتبع أعينهم الصغيرة المتنامية نفس الجدول الزمني لأعين الجنين في الرحم ، فقد راقبوا تطور أنسجة الشبكية لمدة تسعة أشهر.
وقال إلدريد إن ما هو أكثر من ذلك ، أشار بحث سابق في الفئران والأسماك إلى أن هرمون الغدة الدرقية ساعد على تحفيز نمو الخلايا المرتبطة برؤية الألوان. لاختبار ذلك ، استخدم العلماء أداة تحرير الجينات CRISPR للتلاعب بمستقبلات الخلايا المخروطية للهرمون ، لمعرفة كيف سيغير ذلك أنماط نموها.
ووجد الباحثون أن مستويات هرمون الغدة الدرقية التي كانت موجودة في مراحل مختلفة من تطور العين لعبت دورًا كبيرًا في تشكيل هوية الخلايا. عندما عطل الباحثون المستقبلات للهرمون ، نما عيونًا صغيرة تحتوي فقط على خلايا استشعار زرقاء ، قادرة على رؤية الضوء الأزرق فقط. وذكر الباحثون أنه عندما أغرقت الأعضاء العضوية بهرمون الغدة الدرقية الإضافي في وقت مبكر من عملية النمو - قبل أن تتشكل الخلايا الزرقاء - تم تطوير جميع خلايا الألوان باللون الأحمر والأخضر.
قال جونستون لـ Live Science: "أخبرنا ذلك أننا فهمنا الآلية بما يكفي حتى نتمكن من زراعة خلايا شبكية بشرية في طبق ، ويمكننا إخبارهم بنوع الخلايا التي نريد تكوينها".
بالإضافة إلى الكشف عن أسرار رؤية الألوان ، قد يثبت أنسجة العين المزروعة في المختبر مفيدة لدراسة جوانب أخرى للبصر فريدة للبشر ، ويمكن أن توفر رؤى في علاج العمى والزرق.
ونشرت النتائج على الإنترنت اليوم (11 أكتوبر) في مجلة ساينس.
