ในสายตามนุษย์มีเซลล์รูปกรวยอยู่สามชนิดที่ควบคุมการมองเห็นของสีตรวจจับแสงสีแดงสีน้ำเงินหรือสีเขียว แต่ไม่ค่อยมีใครรู้ว่าเซลล์พิเศษเหล่านี้เกิดขึ้นอย่างไรในสายตาของทารกในครรภ์ที่กำลังเติบโต อย่างไรก็ตามเมื่อเร็ว ๆ นี้นักวิจัยได้จัดเตรียมกลไกการสร้างเหล่านี้โดยการสร้างสารอินทรีย์ที่มีขนาดเล็กมากอวัยวะดั้งเดิมที่ทำจากเซลล์ตาดังนั้นพวกเขาจึงสามารถสังเกตเซลล์ที่พัฒนาขึ้น
แม้ว่าสารอินทรีย์ขนาดเล็กนั้นดูไม่เหมือนดวงตาที่ถูกสร้างขึ้นอย่างเต็มที่ แต่ก็มีเซลล์รับแสงที่ตอบสนองต่อแสงและเซลล์ (และยีนของพวกมัน) ยังคงทำตัวเหมือนเซลล์รูปกรวยในสายตามนุษย์ เซลล์ตรวจจับสีในเนื้อเยื่อตาที่โตด้วยแล็บจัดระเบียบตัวเองเป็นเซลล์เหล่านั้นทำในทารกในครรภ์โดยมีเซลล์รูปกรวยรับรู้แสงสีน้ำเงินปรากฏขึ้นก่อนตามด้วยเซลล์ที่รับรู้สีแดงและสีเขียว การทดลองกับเซลล์เหล่านี้ทำให้มองเห็นกลไกแรกที่สร้างการมองเห็นสีที่เป็นเอกลักษณ์ของเรานักวิทยาศาสตร์รายงานในการศึกษาใหม่
เซลล์รูปกรวยสีน้ำเงินเป็นที่รู้จักกันแล้วในการพัฒนาก่อนที่เพื่อนบ้านสีแดงและสีเขียวของพวกเขา แต่ก็ไม่มีความชัดเจนว่าทำไมพวกเขาถึงปรากฏตัวตามลำดับและสิ่งที่กระตุ้นให้เซลล์ "เลือกชะตากรรมเหล่านั้น" เป็นสีฟ้าสีแดงหรือสีเขียว Kiara Eldred ผู้เขียนนำการศึกษาระดับปริญญาเอกภาควิชาชีววิทยาของมหาวิทยาลัย Johns Hopkins (JHU) กล่าว ในรัฐแมรี่แลนด์
“ เราไม่แน่ใจว่าสิ่งใดในบริบทการพัฒนาที่อ้างว่าเซลล์เหล่านั้นแตกต่างจากกัน” เอลเดรดบอกกับวิทยาศาสตร์แห่งชีวิต
นักวิทยาศาสตร์สั่งให้เซลล์ต้นกำเนิดกลายเป็นเนื้อเยื่อตา แต่สิ่งที่ชนิดของเนื้อเยื่อตาถูกกำหนดโดยเซลล์เองโรเบิร์ตจอห์นสตันจูเนียร์ผู้ร่วมเขียนการศึกษาผู้ช่วยศาสตราจารย์ในภาควิชาชีววิทยา JHU กล่าว
“ พวกเขาพัฒนาและเติบโตเป็นเรตินาในจาน” จอห์นสตันกล่าวกับวิทยาศาสตร์สด
เนื่องจากนักวิจัยต้องการให้ดวงตาขนาดเล็กที่กำลังเติบโตของพวกเขาทำตามตารางเวลาเดียวกับดวงตาของทารกในครรภ์ในครรภ์พวกเขาจึงตรวจสอบการพัฒนาของเนื้อเยื่อจอประสาทตาเป็นเวลาเก้าเดือน
นอกจากนี้การวิจัยก่อนหน้านี้เกี่ยวกับหนูและ zebrafish บอกเป็นนัยว่าฮอร์โมนไทรอยด์ช่วยกระตุ้นการพัฒนาของเซลล์ที่เชื่อมโยงกับการมองเห็นสีเอลเดรดกล่าว เพื่อทดสอบว่านักวิทยาศาสตร์ใช้เครื่องมือแก้ไขยีน CRISPR เพื่อจัดการกับตัวรับของเซลล์รูปกรวยสำหรับฮอร์โมนเพื่อดูว่าจะเปลี่ยนรูปแบบการเติบโตของพวกเขาอย่างไร
พวกเขาพบว่าระดับของไทรอยด์ฮอร์โมนที่มีอยู่ในระยะต่าง ๆ ในการพัฒนาของตามีบทบาทสำคัญในการสร้างเอกลักษณ์ของเซลล์ เมื่อนักวิจัยปิดการใช้งานตัวรับฮอร์โมนพวกมันก็เติบโตขึ้นด้วยดวงตาขนาดเล็กที่มีเพียงเซลล์รับรู้สีน้ำเงินเท่านั้นที่สามารถมองเห็นแสงสีฟ้าเท่านั้น และเมื่อพวกเขาหลั่งสารอินทรีย์ด้วยฮอร์โมนไทรอยด์ไทรอยด์ในช่วงแรกของการเจริญเติบโตก่อนที่เซลล์สีฟ้าจะก่อตัวขึ้น - เซลล์สีทั้งหมดจะถูกพัฒนาเป็นสีแดงและสีเขียว
"นั่นบอกเราว่าเราเข้าใจกลไกมากพอที่จะทำให้เซลล์จอประสาทตาของมนุษย์เจริญเติบโตในจานและเราสามารถบอกพวกเขาว่าเราต้องการทำเซลล์ชนิดใด" จอห์นสตันกล่าวกับ Live Science
นอกเหนือจากการเปิดเผยความลับของการมองเห็นสีเนื้อเยื่อตาที่ปลูกในแล็บอาจพิสูจน์ได้ว่ามีประโยชน์สำหรับการศึกษาด้านอื่น ๆ ของการมองเห็นที่ไม่ซ้ำกับมนุษย์และสามารถให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับการรักษาตาบอดและโรคต้อหินจอห์นสตันกล่าว
การค้นพบนี้เผยแพร่ทางออนไลน์วันนี้ (11 ต.ค. ) ในวารสาร Science
