Silmän toiminta ja kasvatus laboratoriossa

Seuraa 
Viestejä45973
Liittynyt3.9.2015

Silmä voidaan kasvattaa laboratoriossa alkion kantasoluista - ainakin periaatteessa

Silmän kuppi lähtee muodostumaan alkion kantasoluista, ilman muiden silmän osien kuten linssin tai sarveiskalvon antamaa signaalia, osoittaa Japanissa tehty tutkimus. Havainto ratkaisi kehitysbiologeja vuosikymmeniä askarruttaneen ohjelman silmän kehityksestä. Se osoittaa samalla että monimutkaiset, monenlaisista eri solutyypeistä koostuvat elimet voivat kehittyä itsenäisesti.
Kokonaisen silmän tai muun elimen kasvattaminen laboratoriossa korvaamaan vaurioitunut ei toteudu kovin nopeasti, mutta periaatteessa sekin näyttää olevan mahdollista.

Tutkimus tehtiin RIKENin tutkimuslaitoksessa, joka on kantasolujen tutkimuksessa maailman parhaita. Siellä on mm. onnistuttu kasvattamaan alkion kantasoluista aivokuoren kerroksellista neuronirakennetta.

Nyt julkaistussa tutkimuksessa käytettiin lähtömateriaalina hiiren alkion kantasoluja, joista eläin muodostuu sikiön kehityksen aikana kun solut jakautuvat, erilaistuvat ja asettuvat oikeaan kohtaan. Erilaisia solutyyppejä on ihmisellä noin 200 ja ne ovat kaikki peräisin alkion kantasoluista.

Hiiren silmä on rakenteeltaan samanlainen kuin ihmisellä ja nisäkkäillä yleensä. Pallomaisen silmäkupin pohjassa on retina, jossa ovat valoa havaitsevat aistinsolut eli reseptorit. Retinan toisella puolella on reseptoreista tulevat signaalit käsittelevä monimutkainen neuronikerros. Sieltä muokattu signaali lähtee näköhermoksi kutsuttua hermokimppua pitkin edelleen aivoihin analysoitavaksi. Lopullinen näköhavainto muodostuu siellä.

Alkionkehityksen aikana retina syntyy keskiaivoista, joihin muodostuu ensin ns. optinen rakkula. Se syntyy epiteeli- eli pintasoluista pienenä taskuna, joka syvenee ja muodostuu silmäkupiksi. Sen pohjaan syntyy kaksi erilaista solukerrosta: silmän linssin puolella ovat valoherkät reseptorit ja toisella puolella signaalit käsittelevä neuronikerros.

Laboratoriokokeessa kehitettiin alkion kantasoluista ensin retinan solujen esisolut, jotka saatiin seitsemässä päivässä muodostamaan hyvin järjestynyt epiteelikerros. Päivää myöhemmin alkoi muodostua optinen rakkula ja parin päivän päästä oli kehittynyt kaksikerroksinen, silmän kuppia muistuttava rakenne. Kerrosten solut olivat oikeanlaisia: toisella puolen olivat valoherkät solut ja toisella puolella neuronit.

Ns. monifotonimikroskoopilla havaittiin että sen jälkeen kun retinan kaksikerroksinen rakenne oli syntynyt, silmänkupin muoto kehittyi monivaiheisessa prosessissa. Epiteelisolujen jäntevyys heikkeni tietyssä kohdassa ja rakenne alkoi painua kuopalle ja sen jälkeen "kulmapisteet" supistuivat. Sitten kuopan sisään jääneet solut jakautuivat ja laajensivat silmäkuppia.

Silmänpohjan signaalikäsittelyn tekevän neuronikerroksen kehittymistä seurattiin myös kupin muodostumisen jälkeen. Neuronikerrosta kasvatettiin laboratoriossa ja siitä kehittyi valmiin silmän kuusikerroksisen rakenteen kaltainen.
http://ohjelmaopas.yle.fi/artikkelit/ti ... ainakin-pe

Kommentit (0)

Uusimmat

Suosituimmat