Oko môže vidieť bez tyčiniek a čapíkov

Biológovia zistili, že strata z hlavných svetlocitlivé bunky nezbavuje hlodavce pohľadu. Ľavá bez tyčiniek a čapíkov, myši aj naďalej vidieť.

Štúdia vedcov z Johns Hopkins University publikoval v časopise Neuron. Ak chcete zistiť, ako sa myš môžete vidieť žiadne základné druhy svetlocitlivých buniek, a dokonca len odhaliť túto skutočnosť, odborníci museli použiť kombináciu z najmodernejších a sofistikovaných výskumných metód.

slepej mutanty

Po prvé, vedci potrebovali dostať myš, ktorá bola nielen slepá, ale ktorá sa neosvedčila tyčinky a čapíky. Pripomeňme, že tyčinky vnímať jas a majú väčšiu citlivosť a kužele spoločnú farbu, ale vyžadujú viac svetla, tieto dva typy buniek používať rôzne typy rhodopsínu - látky, ktoré reagujú na svetlo.

Myši, slepota, ktorá by bola spôsobená z iných dôvodov, nie godilis- a jediný spôsob, ako získať potrebné zviera bolo genetické inžinierstvo. Odstránenie génov a Gnat1 Gnat3, špeciálne kódujúce enzýmy spojené s prevádzkou rhodopsínu poskytuje požadovaný effect- a to len malá časť.




Schéma sietnice. To nie je len citlivý na svetlo povrchu - v hornej časti tyčiniek a čapíkov (vzťah medzi nimi je obraz skreslený, naozaj odlišuje farebné kužele v desiatom palice) niekoľko vrstiev nervových buniek.


Skontrolovať, skontrolovať a znovu skontrolujte

Ale myši, ktoré geneticky upravené vyradila prútov a kužeľov, je stále na čo pozerať. Ihneď sa ponúka otázka: kde je záruka, že odborníci v genetickom inžinierstve urobil svoju prácu presne tak, ako to bolo oznámené? Alebo myši sa majú zmiešané a priniesol do laboratória iné zviera? Alebo na molekulárnej biológovia boli nepochopenie o tom, čo je potrebné pre prácu prútov a kužeľov?

Ak chcete odpovedať na všetky tieto otázky (a venovali veľkú časť pôvodného článku) biology na vysledovanie spojenia medzi nervovými bunkami a buniek sietnice.

Chápem, aké ťažké bolo táto úloha pomôže porovnanie. Predstavte si guľu desaťtisíce závity až do konca, z ktorých každá je pripojená tlačidlá, a okrem toho, že sa naplní spleťou lepidlá, takže nemôže rozlúštiť. A napriek tomu zistiť, ktoré dvojica tlačidiel spojených jedným nitkoy- úlohu jednoduchšie, než ten, ktorý bolo treba riešiť bilologam, pretože tlačidlá a niť aspoň viditeľné voľným okom!



viacfarebný "krovia" v dolnej časti obrazu - tzv machový bunky, respektíve ich procesy. Ohromujúca vo svojej kráse série mikrofotografiou mozgu bola získaná v roku 2007 biológov Harvard University a Kmebridzhskogo, ktorému sa podarilo vytvoriť transgénnej myši, každý neurón je natretá vo farbe náhodne vybraných kombináciou troch fluorescenčných proteínov.


O pomoc prišlo znovu, genetické inžinierstvo. Vedci v objednávke niekoľko línií laboratórnych myší, vrátane myší, Brainbow- každej nervové bunky, ktorá syntetizovaný kombináciu fluorescenčné proteíny, a preto sú lakované v inej farbe. To umožnilo dohľadať nervových spojení medzi sietnicu a mozgu ... ale opäť s radom ďalších vylepšení.
genetický návrhár

Takže vedci boli "teoreticky" slepé myši s rozbitými tyčiniek a čapíkov. Biológovia v sérii testov správania (napríklad v jednoduchom Y-bludisko), boli presvedčení, že tieto myši ešte vidieť, a ďalšia fáza výskumu bolo nutné ukázať, čo je to vidia myš. To vyžadovalo stopové nervové spoje.

K dispozícii vedcov majú mikroskop a ďalší rad zmutovaných zvierat, každá bunka v mozgu, ktoré (rovnako ako bunky sietnice) samy o sebe sú lakované vo farbe chcete. Čo robiť? Vybratie mozog od sietnice a zrakového nervu, aby pod mikroskopom a sledovať jednotlivé nervy? Tento postup nefunguje: analógie s lepenými klbka niťou nie je náhodný, vidieť niečo v hustej štruktúre nervového tkaniva nebude fungovať.




Štruktúra proteínu nutné k prevádzke prútov a kužeľov. Trojrozmerná rekonštrukcia.


Vyriešiť hádanku opäť popísaný praktický genetického inžinierstva. Tým, že kombinuje vlastnosti niekoľkých línií transgénnych zvierat, podarilo vytvoriť myši, whiling preč bunky sú maľované v požadovanej farbe selektívne - ktorá je natretá, nie všetky neuróny v rade, ale len tie, ktoré sa nachádzajú v sietnici, a navyše, v skutočnosti reagujú na svetlo. Patchwork desiatok tisíc vlákien sa premení oveľa jednoduchšie konštrukciu a je to niečo, čo môžete študovať pod mikroskopom.
potvrdenie odhad

Potom, čo je popísané technické problémy, ktorým čelia vedci a spôsoby ich riešenia, môžete prejsť k prezentácii vodítko - ako presne myši bez tyčiniek a čapíkov videli postavy namaľované na stenách labyrintu.

Ako sa zistilo, po dôkladného štúdia väzieb medzi bunkami (rovnako ako elektrofyziologického testovania, výskumníci boli schopní zachytiť elektrické impulzy buniek), úlohu tyčiniek a čapíkov čiastočne prijať svetlo citlivé bunky iného typu.

Schopnosť ipRGC typy buniek, ale sú tiež svetlocitlivých gangliové bunky sietnice, ktoré vnímajú svetlo bola objavená v roku 1990, ale vízia, potom to nie je zviazaná v domnení, že ich počet je príliš malý na plnohodnotnú účasť na tvorbe obrazu. Úloha týchto buniek bola znížená na všeobecné reakcie na svetlo na úrovni spánku a bodrstvovaniya- a, ako sa ukázalo sa, absolútne nič cyklov.

Podrobnú štúdiu niekoľkých subtypov týchto buniek je dostatočne presvedčivé dôkazy v prospech toho, že môže tvoriť aj keď na veľmi nízkej kvality, ale statický záber. Takže, ak sa budete držať s kužeľmi nefungujú, neznamená slepotu.

História násilia

Na konci príbehu stojí za to spomenúť jeden detail, ktorý zvyčajne nie je inzerovaných vedci, a niektorí ľudia ďaleko od vedy je veľmi zmiešané pocity. V časti "Metódy", ktorý je v každom vedeckom článku je uvedené, že v určitom okamihu, keď bol povinný preukázať, že vybrané bunky vedci štítok systém naozaj funguje, myši úplne zaslepený. V celkovej anestézii hlodavcami odstránené oči, a potom ďalšie tri týždne zvieratá slepo žil tri týždne oslniť žiadne známky ich neurónov nie sú obsiahnuté.

Krutý? Podľa prijatého normam- nikto umožní tieto skúsenosti robiť len tak, že vyžadujú osobitné povolenie, ktorá bola vydaná iba v odôvodnení zo strany manipulácie. A dôvodom je v tomto prípade bol veľmi presvedčivý: rad slepých myšiach povolených dokázať, že celý komplex a mravčia práca bola vykonaná správne, výsledky sú pozoruhodné. Vrátane pozornosť lekárov, hľadajú spôsoby, ako prekonať slepotu.

Popáleniny a zlomeniny

Ďalším príkladom stringentních pokusy: štúdie samoty vplyv na rýchlosť zotavenia po popáleninách a overenie účinnosti kmeňových buniek pri liečbe zlomenín. Zlomeniny a popáleniny na potkanoch to malo prvý new-zase prirodzene v celkovej anestézii.

Podľa Samer Khattar, jeden z vedcov strávili rad experimentov, teraz je tu nádej, že aspoň malá časť z takmer nevidiacich budú môcť rozvíjať schopnosť používať svoje ipRGC-bunky. Pre väčšinu jednoduchých akcií, ktoré nie je požadovaná vysoká zraková ostrosť, mohlo by to malo stačiť.