211service.com
Krāsaklie pērtiķi iegūst pilnu krāsu redzējumu
Vāverpērtiķi, kas dabiski ir sarkanzaļi krāsu akli, var iegūt cilvēkiem līdzīgu krāsu redzi, ja viņiem tiek injicēts cilvēka fotoreceptoru gēns. Pētījumi, kas veikti ar pieaugušajiem dzīvniekiem, liecina, ka vizuālā sistēma ir daudz elastīgāka, nekā tika uzskatīts iepriekš – pērtiķi ātri iemācījās izmantot jauno sensoro informāciju. Pētnieki cer, ka šie rezultāti attieksies arī uz cilvēkiem, kuriem ir krāsu aklums un citi redzes traucējumi, paplašinot aklu slimību klāstu, kuras varētu ārstēt ar gēnu terapiju.
Krāsu shēma: Lai novērtētu krāsu redzi pērtiķiem pēc gēnu terapijas ārstēšanas, zinātnieki pielāgoja testa versiju, ko parasti izmanto daltoniķu skrīningam. Ja pērtiķis pareizi identificē sarkano plankumu uz pelēka fona, pieskaroties tam ekrānā, tas saņem sulas atlīdzību.
Galvenais novērojums šeit ir tāds, ka dzīvnieks var izmantot šo papildu ieguldījumu tik ātri un pieņemt lēmumus ar to, saka. Džeremijs Neitans , neirozinātnieks Džona Hopkinsa universitātē Baltimorā, kurš nebija iesaistīts pētījumā. Tas ir neticami forši.
Tas ir pārsteidzošs solis uz priekšu attiecībā uz mūsu spēju modificēt tīkleni ar gēnu inženieriju, saka Deivids Viljamss , Vizuālās zinātnes centra direktors Ročesteras Universitātē Ņujorkā, kurš nebija iesaistīts pētījumā.
Normāla redze vāverpērtiķiem ir gandrīz identiska sarkanzaļajam daltonismam cilvēkiem, padarot pērtiķus par lieliskiem subjektiem šo traucējumu pētīšanai. Lielākajai daļai cilvēku ir trīs veidu krāsu fotoreceptori — sarkans, zaļš un zils — tie ļauj redzēt visu krāsu spektru. Cilvēkiem ar sarkanzaļo krāsu aklumu, ģenētisku traucējumu, kas skar apmēram 5 procentus vīriešu un daudz mazāku sieviešu procentuālo daļu, trūkst gaismas jutīgā proteīna sarkanā vai zaļā gaismas viļņa garumam. Tā kā viņiem ir tikai divi krāsu fotoreceptori, to krāsu redze ir ierobežota — viņi, piemēram, nevar atšķirt sarkanu X uz zaļa fona.
Jaunajā pētījumā, kas šodien publicēts Daba , zinātnieki no Vašingtonas universitātes Sietlā injicēja sarkanā fotopigmenta cilvēka versijas gēnu tieši divu dzīvnieku acīs netālu no tīklenes. Gēns, kas atrodas nekaitīgā vīrusā, ko bieži izmanto gēnu terapijā, ir izstrādāts tā, lai tas kļūtu aktīvs tikai zaļo fotoreceptoru apakškopā. Tas sāk ražot sarkanā pigmenta proteīnu aptuveni deviņas līdz 20 nedēļas pēc injekcijas, pārveidojot šo šūnu par tādu, kas reaģē uz sarkano krāsu.
Pētnieki pārbaudīja pērtiķus pirms un pēc ārstēšanas, izmantojot testu, kas ļoti līdzīgs tam, ko izmanto, lai novērtētu cilvēku krāsu aklumu. Krāsainas formas tika iegultas citas krāsas fonā, un pērtiķi pieskārās ekrānam, kur viņi redzēja formu. Pētnieki atklāja, ka pēc ārstēšanas dzīvnieku krāsu redze krasi mainījās. Cilvēka krāsu redze ir ļoti laba; jums ir nepieciešams tikai niecīgs sarkans nokrāsa, lai atšķirtu divus toņus, saka Džejs Neits , viens no pētījuma autoriem. Izārstētie dzīvnieki nav tik labi kā citiem [tipa] pērtiķiem ar normālu krāsu redzi, taču tie ir tuvu.
Abi pētījumā aprakstītie dzīvnieki arī ir saglabājuši savu jauno trīskrāsu maņu spēju vairāk nekā divus gadus. Un neviena no tām nav parādījusi kaitīgas blakusparādības, piemēram, imūnreakciju pret svešo proteīnu. Kopš tā laika pētnieki ir ārstējuši četrus papildu dzīvniekus bez komplikāciju pazīmēm. Rezultāti ir diezgan pārliecinoši, saka Džeralds Džeikobsons, Kalifornijas Universitātes Santabarbaras neirozinātnieks, kurš nebija iesaistīts pētījumā. Ir iespēja to darīt arī cilvēkiem.
Gēnu terapijas izmēģinājumi jau tiek veikti smagākiem redzes traucējumiem, ko sauc par Lēbera iedzimto amaurozi, kurā pacienta fotoreceptoru patoloģisks proteīns nopietni pasliktina viņu jutību pret gaismu. Tas, vai šis pētījums ir jāpārvērš par cilvēku daltonisma ārstēšanu, visticamāk, būs pretrunīgs. Es domāju, ka tā būtu slikta medicīnas tehnoloģiju izmantošana, ja ir tik daudz nopietnāku problēmu, saka Neitans. Krāsu redzes variācijas ir viena no variācijām, kas padara dzīvi interesantāku. Var uzskatīt, ka tas ir trūkums, bet daltoniskiem ir arī labākas dažas lietas, piemēram, maskēšanās. Viņiem var būt arī nedaudz uzlabots asums, viņš saka.
Dzīvā krāsa: Kreisajā pusē esošais attēls ir digitāli pārveidots, lai simulētu, kā aina izskatītos cilvēkam (vai pērtiķim) ar sarkanzaļu krāsu aklumu.
Tomēr gan Nīcs, gan Džeikobsons saka, ka bieži saņem zvanus no daltoniskiem cilvēkiem, kuri meklē zāles, un viņi cer, ka pētījumus galu galā varēs izmantot arī cilvēkiem.
Šķiet, ka tas ir mazsvarīgs defekts tiem no mums, kuri nav daltoniķi, taču tas aizver daudzas iespējas, saka Džeikobsons. Cilvēki, kuri ir daltoniķi, nevar kļūt, piemēram, par komerciāliem pilotiem, policistiem vai ugunsdzēsējiem. Cilvēki man katru dienu stāsta, kā viņiem šķiet, ka viņiem trūkst, jo viņiem nav normālas krāsu redzes, saka Neits. Acīmredzot jūs nevēlaties riskēt ar citiem redzes aspektiem, bet es domāju, ka tas varētu nonākt līdz vietai, kur to varētu izdarīt salīdzinoši bez riska.
Rezultāti apšauba esošos priekšstatus par vizuālo sistēmu, kas tika uzskatīta par vadu attīstības sākumā. To apstiprina, piemēram, fakts, ka kaķi, kuriem agrīnā dzīves posmā ir liegta redze ar vienu aci, nekad nevar normāli izmantot šo aci. Cilvēki bija izpētījuši vizuālo plastiskumu un attīstību, izmantojot atņemšanu daudzos dažādos veidos, saka Neits. Taču neviens to nav varējis izpētīt, pievienojot kaut ko, kas tur nebija.
Šī elastība ir svarīga arī tehnoloģijas klīniskai izmantošanai. Fakts, ka pieaugušie pērtiķi varēja izmantot savu jauno sensoro informāciju, liecina, ka koriģējošās gēnu terapijas krāsu akluma ārstēšanai nav jāveic agrīnā attīstības stadijā, kā daži baidījās. Tomēr vēl nav skaidrs, vai krāsu redze būs unikāls plastiskuma piemērs pieaugušo redzes sistēmā vai viens no daudzajiem.
Pētnieki cer, ka atklājumi būs piemērojami citām tīklenes slimībām. Jau ir identificētas simtiem mutāciju, kas ir saistītas ar fotoreceptoru un citu tīklenes šūnu defektiem, kas izraisa tādas slimības kā pigmentozais retinīts, deģeneratīva slimība, kas var izraisīt aklumu. Tomēr atšķirībā no krāsu akluma, kurā redzes sistēma ir neskarta, izņemot trūkstošo fotopigmentu, daudzas no šīm slimībām izraisa fotoreceptoru šūnu bojājumus. Es domāju, ka ir grūti zināt, kādā veidā tas tiks ekstrapolēts uz nopietnākiem akluma traucējumiem, kas ietver nopietnāku tīklenes deģenerāciju, saka Neitans.
Pētījums arī rada iespēju vizuālajai sistēmai pievienot jaunu funkcionalitāti, kas varētu būt īpaši interesanta militārpersonām. Jūs varētu uzņemt cilvēkus ar normālu redzi un dot viņiem infrasarkano staru pigmentu, saka Viljamss. Esmu pārliecināts, ka daudzi karavīri vēlētos, lai viņu infrasarkanā kamera tiktu iebūvēta tieši tīklenē.