लैब-बढ़ी मानव रेटिना रंग की दृष्टि के लिए कुंजी का पता चलता है

जॉन्स हॉपकिन्स विश्वविद्यालय की एक प्रयोगशाला में, एक डिश में मानव आंखों के छोटे टुकड़े बढ़ रहे हैं। जबकि आंखें बढ़ाना अपने आप में एक तकनीकी चमत्कार है, इस रचना का एक जटिल उद्देश्य है। जर्नल में प्रकाशित एक नए अध्ययन में विज्ञान, वैज्ञानिकों ने इन संगठनों को यह समझने के लिए उत्पन्न किया कि हम रंग क्यों देख सकते हैं और यह जानने के लिए कि कैसे लोगों की मदद की जाए जो नहीं कर सकते।

जब कोई एक आंख के बारे में सोचता है, तो वे पूर्ण, बल्बनुमा रूप के बारे में सोचते हैं - लेंस, एक परितारिका; विट्रीस बॉडी। ये रेटिनल ऑर्गेनोइड्स नहीं हैं। तकनीकी रूप से, वे मानव स्टेम कोशिकाओं से विकसित हुए हैं - सफेद ऊतक के ग्लब्स जो आंख के बहुत पीछे की रेखाएं हैं।

गुरुवार को प्रकाशित अध्ययन में, जॉन्स हॉपकिन्स विश्वविद्यालय के स्नातक छात्र कियारा एल्ड्रेड और उनकी टीम ने खुलासा किया कि ये रेटिना इतने महत्वपूर्ण क्यों हैं। मनुष्यों में तीन प्रकार के रंग का पता लगाने वाली कोशिकाएं होती हैं, शंकु के आकार के फोटोरिसेप्टर जो लाल, हरे या नीले प्रकाश का बोध कराते हैं। लेकिन इसके पीछे के तंत्र को पूरी तरह से क्यों नहीं समझा गया है। यहाँ, टीम ने पाया कि नीली कोशिकाएँ पहले विकसित होती हैं, फिर बाद में लाल और हरी कोशिकाएँ। इन सेल संरचनाओं के समय को सीखना एक उपन्यास की खोज थी - और इसका अर्थ यह था कि, हम और अन्य प्राइमेट्स के पास ट्राइक्रोमैटिक रंग दृष्टि नामक कुछ है।

"एक वैज्ञानिक के रूप में, मुझे लगता है कि आपके पास जो आप कर रहे हैं और अपने जीव के लिए एक कनेक्शन है, उसके लिए एक जुनून होना चाहिए," आयोजक-निर्माता श्लोक में । “मैंने शुरुआत में हर दिन ऑर्गेनोइड्स की देखभाल की और फिर हर दूसरे दिन वे बड़े हो गए। लैब में, मेरे सह-लेखक और मैं उन्हें अपने बच्चों के रूप में संदर्भित करते हैं क्योंकि हमें हर समय उनकी देखभाल करनी है। ”

"अधिकांश स्तनधारियों को केवल दो वर्णक्रम में देखा जा सकता है - वे केवल नीले और हरे रंग को देखते हैं," एल्ड्रेड बताते हैं। “हम नीले, हरे और लाल देख सकते हैं। रंग दृष्टि के कारण हम अपने आसपास की दुनिया के बारे में बहुत सारी समृद्ध जानकारी प्राप्त कर सकते हैं। ”

यह अनुमान लगाया गया है कि चिंपांजी और मनुष्य जैसे प्राइमेट लाल देख सकते हैं क्योंकि क्षमता ने शुरुआती होमिनिन को हरे पत्ते की पृष्ठभूमि के बीच फल पकने में सक्षम किया। इस बीच, कुत्ते और बिल्लियों जैसे अन्य स्तनधारी कम और कमजोर रंग देखते हैं।

यह अहसास कि कोई चीज नीले, लाल और हरे रंग की कोशिका के विकास को रोक रही थी, एक रहस्य भी सामने आया: किस तंत्र ने इन तीन प्रकार के शंकु कोशिकाओं के निर्माण का कारण बना? स्टेम कोशिकाओं को रेटिना ऊतक बनने के लिए निर्देशित करने के बाद यह पता लगाने के लिए - एक प्रक्रिया जिसमें कभी-कभी वैज्ञानिक मस्तिष्क के ऊतकों के साथ-साथ रेटिना ऊतक भी बनाते हैं, क्योंकि आखिरकार, फोटोरिसेप्टर तकनीकी रूप से न्यूरॉन्स हैं - शोधकर्ताओं ने एक सेट का परीक्षण करना शुरू किया थायरॉयड हार्मोन के कार्य में शामिल जीन, जो कोशिका वृद्धि और विभेदन में शामिल है।

चूहों, मछली, और चिकन की दृष्टि से संबंधित पिछले काम ने सुझाव दिया कि जब थायराइड हार्मोन का कार्य कम होता है, तो नीले रंग की कोशिकाएं निकलती हैं, और जब यह उच्च, लाल और हरे रंग की कोशिकाओं का पालन करती है। यह सच हो गया: सीआरआईएसपीआर का उपयोग करते हुए, शोधकर्ताओं ने थायरॉयड हार्मोन के लिए रिसेप्टर को खटखटाया और केवल नीले कोशिकाओं के साथ रेटिना ऑर्गेनोइड बनाया। जब उन्होंने हार्मोन को वापस जोड़ा, तो उन्होंने केवल लाल और हरे रंग की कोशिकाओं के साथ ऑर्गेनोइड उत्पन्न किया।

यह तब भी हो रहा था जब थायरॉयड ग्रंथि बिल्कुल भी शामिल नहीं थी - डिश में केवल आइटम रेटिना ऑर्गेनोइड थे। ऑर्गॉइड विकास के एक वर्ष के दौरान जीन क्या चालू या बंद हुआ, इसकी जांच करने के बाद, उन्हें पता चला कि उनकी परिकल्पना सही थी: जीन जो थायरॉइड हार्मोन को नीचा करते हैं, वे नीले कोशिकाओं को बनाने के लिए जल्दी में थे, और जीन जो थायराइड हार्मोन को सक्रिय करते हैं, वे बाद में लाल बनाने के लिए थे और हरी कोशिकाएँ।

अनिवार्य रूप से वैज्ञानिक विभिन्न तरीकों से ऑर्गेनोइड के रंग अंधा होने का कारण बन रहे थे। इससे पता चलता है कि यह शोध उन लोगों की मदद करने के लिए चिकित्सीय उपचार विकसित करने में उपयोगी हो सकता है, जो दृष्टिहीनता का कारण बनने वाले नेत्र रोग से ग्रस्त हैं, जो दृष्टिहीनता का शिकार है। वर्तमान में, वैज्ञानिक मैक्यूलर डीजनरेशन की मदद करने के लिए क्या करते हैं, स्टेम सेल को रेटिना में इंजेक्ट किया जाता है, जिसमें किसी प्रकार का अध: पतन होता है। हालाँकि, इस प्रक्रिया की प्रभावकारिता अप्रत्याशित रही है। अब लक्ष्य यह है कि शंकु कोशिकाओं के विभेदन के मार्ग को निर्देशित करने में सक्षम होने से, वैज्ञानिक यह जान सकते हैं कि वे कोशिकाओं का चिकित्सीय रूप से उपयोग कैसे कर सकते हैं।

"हम उम्मीद कर रहे हैं कि हमारे शोध के साथ, हम अन्य शोधकर्ताओं को विशेष रूप से शंकु कोशिकाओं को बनाने के बारे में जानकारी प्रदान कर सकते हैं," एल्ड्रेड कहते हैं। “भविष्य के प्रयोगों में हम शायद इन कोशिकाओं को ले सकते हैं, उन्हें इंजेक्ट कर सकते हैं, और उनमें से अधिक फोटोरिसेप्टर बन जाएंगे जो वास्तव में पुनर्योजी उपचार प्रदान कर सकते हैं। हर बार जब मैं देखता हूं कि ऑर्गन सही रास्ते से नीचे जा रहा है, तो यह रोमांचक और आकर्षक है।"