Korenček za tisoč barv

Kako in kdaj med razvojem zarodka celice mrežnice razvijejo sposobnost zaznavanja različnih barv? Znanstvenice in znanstveniki so v študiji, objavljeni v reviji PLOS Biology, odgovarjali na to vprašanje. Ugotovitve raziskave kažejo, da v razvoju celic, ki zaznavajo zeleno in rdečo barvo, pomembno vlogo igra vitamin A. 

Znanost / Frequenza della scienza

Vid in njegova srajčica

Pogled skozi oči žuželke in ljudi

Urša Adamič

 / 2. 9. 2015

Ljudje in nekateri drugi primati lahko zaznavamo širok spekter barv. To nam omogočajo trije različni tipi celic čepnic na mrežnici, s katerimi zaznavamo tri primarne barve – modro, zeleno in rdečo. Vsak tip čepnic namreč izraža svojevrsten receptor, imenovan opsin. S-čepnice na svoji membrani izražajo receptor S-opsin, s katerim zaznavajo modro svetlobo. M-opsin na membranah M-čepnic omogoča detekcijo zelene svetlobe, L-čepnice pa rdečo svetlobo zaznavajo z L-opsinom. Večina drugih sesalcev, v nasprotju s primati, poseduje le dva tipa čepnic, kar znatno zoži spekter zaznanih barv.

Čepnice se v končno obliko razvijejo iz prekurzorskih celic, ki so delno diferencirane matične celice. V raziskavi so se znanstvenice osredotočile na mehanizem razvoja čepnic, ki zaznavajo zeleno in rdečo svetlobo. Diferenciranje čepnic so najprej proučili v vzorcih tkiva mrežnice, ki so jih pridobili iz različno starih človeških zarodkov. Zaznavali so prisotnost molekule mRNK, ki zapisuje receptorje za zeleno ali rdečo barvo. Raziskovalna skupina je ugotovila, da nekatere prekurzorske celice med razvojem mrežnice najprej začnejo izražati receptor za zeleno barvo ter se tako razvijejo v M-čepnice, kasneje pa se iz drugih prekurzorskih celic z izražanjem receptorja za rdečo barvo razvijejo še L-čepnice.

Znanstvena skupina je želela določiti mehanizem, ki je odgovoren za časovni zamik razvoja čepnic, ki zaznavajo rdečo svetlobo. V izražanje receptorjev za svetlobo so pri ribah cebricah vpleteni proteini, povezani s sintezo ene od oblik vitamina A – retinojske kisline. Raziskovalke in raziskovalci so predpostavili, da bi metabolizem retinojske kisline tudi pri ljudeh lahko igral ključno vlogo. Z analizo molekul mRNK v dvanajstih vzorcih mrežnice zarodka so pokazali, da se encimi, odgovorni za sintezo retinojske kisline, izražajo predvsem v zgodnji fazi razvoja mrežnice. Takrat se prekurzorske celice razvijajo v čepnice, občutljive za zeleno svetlobo. Ko nivo teh encimov pade, se poveča diferenciacija prekurzorskih celic v L-čepnice, ki zaznavajo rdečo svetlobo. 

Znanost / Frequenza della scienza

Skrivnostno življenje matičnih celic

O konferenci "Molecular Life of Stem Cells", matičnih celicah in še čem.

Angelika Vižintin

 / 19. 10. 2016

V nadaljevanju so vlogo retinojske kisline potrdili še z uporabo organoidov mrežnice. Gre za model mrežnice, razvit iz matičnih celic. Če so organoidom v zgodnji fazi razvoja dodajali retinojsko kislino, so bile na mrežnici prisotne predvsem M-čepnice, ki zaznavajo zeleno svetlobo. Če retinojske kisline med razvojem niso dodajali ali če so jo dodali po stotridesetem dnevu razvoja, se je večina prekurzorskih celic diferencirala v L-čepnice, ki zaznavajo rdečo svetlobo.

S študijo so raziskovalke pokazale, da je retinojska kislina vpletena v razvoj celic čepnic pri človeku. Prisotnost retinojske kisline v zgodnjem razvoju omogoči razvoj celic čepnic, ki zaznavajo zeleno svetlobo. Ko koncentracija retinojske kisline v poznejši fazi razvoja upade, pa se razvijejo še čepnice za zaznavanje rdeče svetlobe.

Korenje in rdečo peso je že pred rojstvom jedel Luka.

Vir naslovne fotografije: 

https://www.needpix.com/photo/448865/spectrum-colours-colors-rainbow-col...