دانشمندان از اولین مراحل شکل گیری بینایی پرده برداشتند

پژوهشگران دانشگاه ژنو با رمزگشایی از مکانیسم های ژنتیکی کنترل کننده نورون های سیستم بینایی، نخستین مراحل ایجاد بینایی را نشان دادند و راستا را برای درمان های ترمیمی چشم هموار کردند.

دانشمندان از اولین مراحل شکل گیری بینایی پرده برداشتند

زومیت نوشت: سلول های گانگلیونی شبکیه، گیرنده های نوری مخروطی، سلول های افقی و سلول های آماکرین، نخستین گروه های نورونی هستند که در شبکیه چشم تشکیل می شوند. سیستم بینایی پستانداران از انواع مختلفی از نورون ها ساخته شده است که هرکدام از آن ها باید جای خود را در مغز پیدا کند تا به آن (مغز) قدرت بدهد که تحریک چشم را به تصویر تبدیل کند. در اینجا گیرنده های نوری که نور را تشخیص می دهند، نورون های عصب بینایی که اطلاعات را به مغز می فرستند و نیز نورون های قشری که تصاویر را تشکیل می دهند یا اینترنورون ها که ارتباط بین سلول های مختلف را برقرار می نمایند، وجود دارند. این نورون ها در شروع دوران توسعه جنینی از هم متمایز نیستند و از طریق سلول های پیش سازی فراوری می شوند که درنهایت تبدیل به انواع مختلف نورون ها خواهد شد.

پژوهشگران برای درک بهتر راستا این مکانیسم و شناسایی ژن هایی که در جریان ساخت تشکیل شبکیه وارد عمل می شوند، برنامه های ژنتیکی راهنمایی نماینده فراوری انواع مختلف سلول های شبکیه و ظرفیت آن ها را برای برقراری پیوند با بخش مناسب مغز یعنی جایی که اطلاعات بینایی را به آن منتقل می نمایند، شناسایی کردند. کوئنیتن لو جودیس، نویسنده نخست این مقاله می گوید: ما برای نظارت بر فعالیت ژنی در سلول ها و درک مشخصات اولیه نورون های شبکیه، بیش از 6 هزار سلول را در جریان توسعه شبکیه معین توالی کردیم و تجزیه وتحلیل های بیوانفورماتیک گسترده ای انجام دادیم.

دانشمندان رفتار سلول های پیش ساز را در جریان چرخه سلولی و نیز در جریان تمایز پیشرونده آن ها مورد مطالعه قرار دادند. آن ها سپس به دقت انواع مختلف سلول های شبکیه درحال توسعه را مکان یابی کردند و تغییرات ژنتیکی را که در مراحل اولیه این فرایند رخ می داد، مورد پیگیری قرار دادند. پیر فابر، پژوهشگر ارشد گروه علوم اعصاب پایه در دانشکده پزشکی دانشگاه ژنو می گوید: فراتر از سن آن ها (زمانی که نورون ها در جریان دوران جنینی فراوری می شوند)، تنوع نورون ها از موقعیت آن ها در شبکیه سرچشمه می گیرد که آن ها را برای هدف خاصی در مغز مقدر می نماید. علاوه براین، با پیش بینی توالی فعال شدن ژن های نورون ها، ما توانستیم چندین برنامه تمایز را بازسازی کنیم که به ما نشان می داد چگونه پیش سازها پس از آخرین تقسیم خود به نوع خاصی از سلول تبدیل می شوند.

سلول های گیرنده نور مسئول دید رنگ. با توالی یابی انفرادی سلول ها، پژوهشگران ژنی را پیدا نموده اند (Rbp4) که در تعداد کمی از سلول ها وجود دارد (رنگ سبز). گیرنده های نوری که در آن ها Rbp4 فعال نشده است، به رنگ بنفش دیده می شوند

دانشمندان تجزیه وتحلیل دیگری نیز انجام دادند. اگر چشم راست به طور عمده به سمت چپ مغز متصل می گردد و بالعکس، بخش کوچکی از نورون های موجود در چشم راست ارتباط هایی را در سمت راست مغز برقرار می نمایند. درواقع، تمام گونه های دارای دو چشم با همپوشانی میدان های بینایی، مانند پستانداران، باید بتوانند اطلاعات حاصل از هر دو چشم را در یک بخش از مغز با هم ترکیب نمایند. این همگرایی، موجب می گردد که دید دو کانونی وجود داشته باشد و عمق یا فاصله درک گردد. لو جودیس گفت: با آگاهی از این پدیده، ما به صورت ژنتیکی و انفرادی سلول ها را علامت گذاری کردیم تا هرکدام از آن ها را تا زمانی که در سیستم بینایی به جای نهایی خود می رسد، دنبال کنیم.

دانشمندان، تنوع ژنتیکی این دو جمعیت نورونی را با هم مقایسه کردند و 24 ژن را پیدا کردند که احتمالا در دید سه بعدی نقش کلیدی دارند. فابر گفت: شناسایی این الگوهای بیان ژن شاید نشان دهنده کد مولکولی جدیدی باشد که ارتباطات عصبی موجود در مغز را سازماندهی می نماید.

دانشمندان مولکول هایی را شناسایی کردند که نورون ها را به راستا درست راهنمایی می کردند زیرا نورون ها قبل از رسیدن به مغز باید ازطریق عصب بینایی شبکیه را ترک نمایند. همین مولکول ها مسئول رشد شروعین اکسون ها هستند (بخشی از نورون ها که سیگنال های الکتریکی را به سیناپس ها منتقل می نمایند) و بنابراین عبور اطلاعات از یک نورون به نورون دیگر را تضمین می نمایند. درحدود 20 ژن نیز در کنترل این فرایند نقش داشتند. دکتر فابر شرح داد: ما هرچه بیشتر درمورد مولکول های مورد احتیاج برای راهنمایی صحیح اکسون ها بدانیم، احتمال اینکه درمانی برای آسیب های عصبی پیدا کنیم، بیشتر می گردد. اگر عصب بینایی قطع گردد یا آسیب ببیند (مثلا در اثر گلوکوم)، ما می توانیم این ژن ها را که معمولا فقط در مرحله توسعه جنینی فعال هستند، مجددا فعال کنیم. با تحریک رشد اکسون به نورون ها اجازه می دهیم که اتصالشان را حفظ نمایند و زنده باقی بمانند. اگرچه ظرفیت احیای نورون ها بسیار پایین است، ولی این ظرفیت وجود دارد و ضروری است تکنیک هایی برای ترغیب توسعه آن ها پیدا گردد. تحریک ژنتیکی نخاع آسیب دیده پس از تصادف مبتنی بر همین ایده است و در شروع راستا موفقیت قرار گرفته است.

نتایج این مطالعه در مجله Development منتشر شده است.

2121

منبع: خبرآنلاین
انتشار: بروزرسانی: 25 مهر 1398 شناسه مطلب: 211

به "دانشمندان از اولین مراحل شکل گیری بینایی پرده برداشتند" امتیاز دهید

امتیاز دهید:

دیدگاه های مرتبط با "دانشمندان از اولین مراحل شکل گیری بینایی پرده برداشتند"

* نظرتان را در مورد این مقاله با ما درمیان بگذارید