Oko može vidjeti bez šipke i kukova

Biolozi su otkrili da je gubitak od glavnih stanice osjetljive na svjetlo ne oduzimaju glodavaca pogled. Ostao bez šipke i čunjeva, miševi i dalje vidjeti.

Studija istraživača sa Sveučilišta Johns Hopkins objavljeni u časopisu Neuron. Da biste saznali kako miš može vidjeti bez osnovne vrste stanice osjetljive na svjetlo, pa čak i samo otkriti ovu činjenicu, stručnjaci morali koristiti kombinaciju od najmodernijih i sofisticirane metode istraživanja.

slijepi mutanti

Prije svega, znanstvenici su potrebne da biste dobili miš koji nije bio samo slijepa, ali koja nije radila šipke i kukova. Sjetite se da štapići vide svjetlost i imaju veću osjetljivost i kukova zajedničke boju, ali zahtijevaju više svjetla, te dvije vrste stanica koriste različite vrste rhodopsina - tvari koje reagiraju na svjetlo.

Miševi sljepilo koje će biti uzrokovane drugim razlozima, a ne godilis- a jedini način da biste dobili tražene životinja bio genetski inženjering. Uklanjanje gena i Gnat1 Gnat3, posebne kodiraju enzime povezane s funkcioniranjem rhodopsina daje željeni effect- a to je samo mali dio.




Shema mrežnica. To nije samo fotoosjetljivi površina - na vrhu šipke i kukova (odnos između njih na slici je iskrivljena, stvarno razlikovanje kukova u boji u desetom štapići) ima nekoliko slojeva živčanih stanica.


Ček, ček i ponovno provjeriti

No, miševi koji su genetskim inženjeringom nokautirao šipke i kukova, još nešto vidjeti. Odmah se postavlja pitanje: gdje je jamstvo da su stručnjaci u genetski inženjering obavlja svoj posao točno onako kako je najavljeno? Ili možda miševi nisu pomiješali i doveo do laboratorija neke druge životinje? Ili možda na molekularnoj biolozi su zablude o tome što je potrebno za rad šipke i kukova?

Za odgovor na sva ova pitanja (i oni posvetili velik dio izvornog članka) biologa u trag vezu između živčanih stanica i mrežnice stanica.

Razumijem koliko je teško je to zadatak će pomoći usporedbu. Zamislite loptu od nekoliko desetaka tisuća niti do kraja od kojih su u prilogu tipke, i, osim toga, on je ispunjen splet ljepila, tako da se ne može razmrsiti. Pa ipak, utvrditi koji par tipaka spojenih jedan nitkoy- zadatak jednostavniji od onog koji je morao biti upućena bilologam, jer tipke i konac najmanje vidljive golim okom!



šaren "grmlje" u donjem dijelu slike - takozvani Mossy stanice, ili bolje rečeno njihove postupke. Zapanjujući u svojoj ljepoti serije fotomikrografije mozga je dobivena u 2007. godini za biolozi sa Sveučilišta Harvard i Kmebridzhskogo, koji je uspio stvoriti transgeničnog miša, svaki neuronske je slikano u boji nasumično odabranom kombinacijom tri fluorescentnih proteina.


Za pomoć došla opet, genetski inženjering. Istraživači posebno naručio nekoliko linija laboratorijskim miševima, uključujući miševe Brainbow- svaki živčanu stanicu koja je sintetiziran kombinaciju fluorescentnih proteina i stoga su obojana u drugoj boji. To je omogućilo da se trag neuronske veze između mrežnice i mozga ... ali, opet, s nizom dodatnih ugađanje.
genetski dizajner

Dakle, znanstvenici su „teoretski slijepi” miševi s razbijenim šipke i kukova. Biolozi u nizu testova ponašanja (primjerice, u jednostavnom Y-labirint) bili su uvjereni da su ti miševi još vidjeti, a sljedeća faza istraživanja bilo je potrebno pokazati što je to što vide miša. To je zahtijevalo trag neuronske veze.

Na raspolaganju su znanstvenici mikroskop i još niz mutant životinja, svaka stanica mozga koje (kao i mrežnice stanice) sami su obojeni u boju koju želite. Što učiniti? Uklanjanje mozak od mrežnice i vidnog živca, staviti pod mikroskop i pratiti pojedine živce? Ovaj pristup ne funkcionira: analogija s snimljenog pređa konac nije slučajan, da vidi nešto u gustoj strukturi živčanog tkiva neće raditi.




Struktura protein potreban za rad šipke i kukova. Trodimenzionalni rekonstrukcija.


Kako bi riješio zagonetku ponovno opisao ruci genetski inženjering. Kombinirajući svojstva nekoliko linija transgeničnih životinja, uspio stvoriti miša, whiling daleko stanice su obojana u željenu boju selektivno - to je slikano, a ne sve neurone u redu, ali samo one koje se nalaze u mrežnici i, štoviše, zapravo reagiraju na svjetlo. Patchwork desetaka tisuća vlakana se pretvara u puno jednostavnije konstrukcije i to je nešto što se može proučavati pod mikroskopom.
potvrda pogodak

Nakon što je opisao tehničke probleme s kojima se suočavaju znanstvenici i načine njihovog rješavanja, možete ići na predstavljanju trag - kako točno su miševi bez šipke i kukova vidio likove naslikane na zidovima labirinta.

Kao što je utvrđeno nakon mukotrpnog proučavanja veza između stanica (kao i elektrofiziološkim ispitivanja, istraživači su uspjeli uhvatiti električne impulse stanicama), ulogu šipke i kukova u sklopu uzeti stanice osjetljive na svjetlo drukčijeg tipa.

Sposobnost ipRGC vrste stanica, oni su također fotoosjetljivog mrežnice ganglion stanice koje percipiraju svjetlost je otkrivena u 1990, ali je vizija tada nije vezan, misleći da je njihov broj premala za punopravno sudjelovanje u formiranju slike. Uloga tih stanica je smanjen za opće reakcije na svjetlo na razini sna i bodrstvovaniya- i, kako se pokazalo sada, apsolutno ništa ciklusa.

Detaljna studija nekoliko podtipova tih stanica je dovoljno uvjerljive dokaze u prilog činjenici da oni mogu formirati čak i ako vrlo niske kvalitete, ali još uvijek slika. Dakle, ako na štapiću, s kukova ne rade, to ne znači sljepoću.

Povijest nasilja

Na kraju priče Vrijedno je spomenuti jedan detalj, koji se obično ne oglašava znanstvenici, a neki ljudi daleko od znanosti je vrlo mješoviti emocije. U „metode”, što je u svakom znanstvenom članku, spominje se da je u nekom trenutku, kada je potrebna kako bi pokazao da je odabrana ćelija znanstvenici oznaka sustav stvarno radi, miševi potpuno oslijepio. Pod općom anestezijom glodavci uklonjeni oči, a onda još tri tjedna životinje živjele slijepo, tri tjedna blještavilo ne znaci njihovih neurona nisu sadržane.

Okrutno? Prema prihvaćenom normam- nitko neće dopustiti da takva iskustva ne samo da oni zahtijevaju posebnu dozvolu, koja se izdaje samo u opravdanje od strane manipulacije. A opravdanje u ovom slučaju bio je vrlo uvjerljiv: broj zaslijepljeni miševa dopušteno dokazati da je cijeli kompleks i mukotrpan rad je ispravno učinio, rezultati su pažnje. Uključujući pozornost liječnika, u potrazi za načine kako prevladati sljepoću.

Burns i frakture

Drugi primjer strogih pokusima: Proučavanje usamljenost utjecaja na brzinu oporavka nakon opeklina i procijenili učinkovitost matičnih stanica u liječenju prijeloma. Prijelomi i opekline na štakorima to, naravno, opet je prvi New- pod općom anestezijom.

Prema Samer Khattar, jedan od znanstvenika proveo niz eksperimenata, ima nade da se barem jedan mali dio od gotovo slijepe osobe će biti u mogućnosti da razvije sposobnost da koriste svoje ipRGC-stanice. Za većinu jednostavnih radnji, što nije potrebna visoka oštrina vida, to bi moglo biti dovoljno.