Oko může vidět bez tyčinek a čípků

Biologové zjistili, že ztráta z hlavních světlocitlivé buňky nezbavuje hlodavce pohledu. Levá bez tyčinek a čípků, myši i nadále vidět.

Studie vědců z Johns Hopkins University publikoval v časopise Neuron. Chcete-li zjistit, jak se myš můžete vidět žádné základní druhy světlocitlivých buněk, a dokonce jen odhalit tuto skutečnost, odborníci museli použít kombinaci z nejmodernějších a sofistikovaných výzkumných metod.

slepé mutanty

Za prvé, vědci potřebovali dostat myš, která byla nejen slepá, ale která se neosvědčila tyčinky a čípky. Připomeňme, že tyčinky vnímat jas a mají větší citlivost a kužely společnou barvu, ale vyžadují více světla, tyto dva typy buněk používat různé typy rhodopsin - látky, které reagují na světlo.

Myši, slepota, která by byla způsobena z jiných důvodů, nikoliv godilis- a jediný způsob, jak získat potřebné zvíře bylo genetické inženýrství. Odstranění genů a Gnat1 Gnat3, speciální kódující enzymy spojené s provozem rhodopsin poskytuje požadovaný effect- a to jen malá část.




Schéma sítnice. To není jen citlivý na světlo povrchu - v horní části tyčinek a čípků (vztah mezi nimi je obraz zkreslený, opravdu odlišuje barevné kužely v desátém hole) několik vrstev nervových buněk.


Zkontrolovat, zkontrolovat a znovu zkontrolujte

Ale myši, které geneticky upravené vyřadila prutů a kuželů, je stále na co dívat. Ihned se nabízí otázka: kde je záruka, že odborníci v genetickém inženýrství udělal svou práci přesně tak, jak to bylo oznámeno? Anebo myši se mají smíšené a přinesl do laboratoře jiné zvíře? Anebo na molekulární biologové byli nepochopení o tom, co je potřeba pro práci prutů a kuželů?

Chcete-li odpovědět na všechny tyto otázky (a věnovali velkou část původního článku) biology k dohledání spojení mezi nervovými buňkami a buněk sítnice.

Chápu, jak těžké bylo tento úkol pomůže srovnání. Představte si kouli desetitisíce závity až do konce, z nichž každá je připojena tlačítka, a kromě toho, že se naplní změtí lepidla, takže nemůže rozluštit. A přesto zjistit, které dvojice tlačítek spojených jedním nitkoy- úkol jednodušší, než ten, který bylo třeba řešit bilologam, protože tlačítka a nit alespoň viditelné pouhým okem!



vícebarevný "křoví" v dolní části obrazu - tzv mechový buňky, respektive jejich procesy. Ohromující ve své kráse série mikrofotografií mozku byla získána v roce 2007 biology Harvard University a Kmebridzhskogo, kterému se podařilo vytvořit transgenní myši, každý neuron je natřena v barvě náhodně vybraných kombinací tří fluorescenčních proteinů.


O pomoc přišlo znovu, genetické inženýrství. Vědci v objednávce několik linií laboratorních myší, včetně myší, Brainbow- každé nervové buňky, která syntetizovaný kombinaci fluorescenční proteiny, a proto jsou lakované v jiné barvě. To umožnilo dohledat nervových spojení mezi sítnici a mozku ... ale opět s řadou dalších vylepšení.
genetický návrhář

Takže vědci byli „teoreticky“ slepé myši s rozbitými tyčinek a čípků. Biologové v sérii testů chování (například v jednoduchém Y-bludiště), byli přesvědčeni, že tyto myši ještě vidět, a další fáze výzkumu bylo nutné ukázat, co je to vidí myš. To vyžadovalo stopové nervové spoje.

K dispozici vědců mají mikroskop a další řada zmutovaných zvířat, každá buňka v mozku, které (stejně jako buňky sítnice) samy o sobě jsou lakovány v barvě chcete. Co dělat? Vyjmutí mozek od sítnice a zrakového nervu, aby pod mikroskopem a sledovat jednotlivé nervy? Tento postup nefunguje: analogie s lepenými klubka nití není náhodný, vidět něco v husté struktuře nervové tkáně nebude fungovat.




Struktura proteinu nutné k provozu prutů a kuželů. Trojrozměrná rekonstrukce.


Vyřešit hádanku opět popsán praktický genetického inženýrství. Tím, že kombinuje vlastnosti několika linií transgenních zvířat, podařilo vytvořit myši, whiling pryč buňky jsou malované v požadované barvě selektivně - která je natřena, ne všechny neurony v řadě, ale pouze ty, které se nacházejí v sítnici, a navíc, ve skutečnosti reagují na světlo. Patchwork desítek tisíc vláken se přemění mnohem jednodušší konstrukci a je to něco, co můžete studovat pod mikroskopem.
potvrzení odhad

Poté, co je popsáno technické problémy, kterým čelí vědci a způsoby jejich řešení, můžete přejít k prezentaci vodítko - jak přesně myši bez tyčinek a čípků viděli postavy namalované na zdech labyrintu.

Jak bylo zjištěno, po pečlivého studia vazeb mezi buňkami (stejně jako elektrofyziologického testování, výzkumníci byli schopni zachytit elektrické impulsy buněk), úlohu tyčinek a čípků částečně přijmout světlo citlivé buňky jiného typu.

Schopnost ipRGC typy buněk, ale jsou také světlocitlivých gangliové buňky sítnice, které vnímají světlo byla objevena v roce 1990, ale vize, pak to není svázaná v domnění, že jejich počet je příliš malý na plnohodnotnou účast na tvorbě obrazu. Role těchto buněk byla snížena na obecné reakce na světlo na úrovni spánku a bodrstvovaniya- a, jak se ukázalo se, absolutně nic cyklů.

Podrobnou studii několika subtypů těchto buněk je dostatečně přesvědčivé důkazy ve prospěch toho, že může tvořit i když na velmi nízké kvality, ale statický snímek. Takže, pokud se budete držet s kužely nefungují, neznamená slepotu.

Dějiny násilí

Na konci příběhu stojí za to zmínit jeden detail, který obvykle není inzerovaných vědci, a někteří lidé daleko od vědy je velmi smíšené pocity. V části „Metody“, který je v každém vědeckém článku je uvedeno, že v určitém okamžiku, kdy byl povinen prokázat, že vybrané buňky vědci štítek systém opravdu funguje, myši zcela zaslepený. V celkové anestezii hlodavci odstraněny oči, a pak další tři týdny zvířata slepě žil tři týdny oslnit žádné známky jejich neuronů nejsou obsaženy.

Krutý? Podle přijatého normam- nikdo umožní tyto zkušenosti dělat jen tak, že vyžadují zvláštní povolení, která byla vydána pouze v odůvodnění ze strany manipulace. A důvodem je v tomto případě byl velmi přesvědčivý: řada slepých myších povolených dokázat, že celý komplex a mravenčí práce byla provedena správně, výsledky jsou pozoruhodné. Včetně pozornost lékařů, hledají způsoby, jak překonat slepotu.

Popáleniny a zlomeniny

Dalším příkladem stringentních pokusy: studie samoty vliv na rychlost zotavení po popáleninách a ověření účinnosti kmenových buněk při léčbě zlomenin. Zlomeniny a popáleniny na potkanech to mělo první new-zase přirozeně v celkové anestezii.

Podle Samer Khattar, jeden z vědců strávili řadu experimentů, teď je tu naděje, že alespoň malá část z téměř nevidomé budou moci rozvíjet schopnost používat své ipRGC-buňky. Pro většinu jednoduchých akcí, které není je požadována vysoká zraková ostrost, mohlo by to mělo stačit.