Trong mắt người, có ba loại tế bào hình nón điều chỉnh tầm nhìn màu sắc, cảm nhận ánh sáng đỏ, xanh dương hoặc xanh lục, nhưng ít ai biết được làm thế nào những tế bào chuyên biệt này xuất hiện trong mắt của thai nhi đang phát triển. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu gần đây đã cung cấp một cái nhìn thoáng qua về các cơ chế hình thành này, bằng cách phát triển các cơ quan - những cơ quan rất nhỏ, nguyên thủy - được tạo ra từ các tế bào mắt, để chúng có thể quan sát các tế bào khi chúng phát triển.
Mặc dù các sinh vật nhỏ bé trông không giống như đôi mắt được hình thành hoàn toàn, chúng có chứa các tế bào cảm quang phản ứng với ánh sáng và các tế bào (và gen của chúng) vẫn hoạt động như các tế bào hình nón làm trong mắt người. Đáng chú ý, các tế bào cảm nhận màu sắc trong mô mắt của phòng thí nghiệm tự tổ chức giống như các tế bào này làm trong bào thai, với các tế bào hình nón cảm nhận ánh sáng màu xanh xuất hiện đầu tiên, tiếp theo là các tế bào cảm nhận ánh sáng đỏ và xanh lục. Các thí nghiệm với các tế bào này đã đưa ra cái nhìn đầu tiên về các cơ chế tạo ra tầm nhìn màu sắc độc đáo của chúng tôi, các nhà khoa học báo cáo trong một nghiên cứu mới.
Các tế bào hình nón màu xanh đã được biết là phát triển trước hàng xóm màu đỏ và màu xanh lá cây của chúng. Nhưng không rõ lý do tại sao chúng xuất hiện theo thứ tự đó và điều gì đã khiến các tế bào "chọn những số phận" đó là màu xanh, đỏ hoặc xanh lục, tác giả nghiên cứu chính Kiara Eldred, một ứng cử viên tiến sĩ của Khoa Sinh học tại Đại học Johns Hopkins (JHU) cho biết. ở Maryland
"Chúng tôi không chắc những gì trong bối cảnh phát triển đã khiến các tế bào đó khác biệt với nhau", Eldred nói với Live Science.
Các nhà khoa học đã hướng các tế bào gốc trở thành mô mắt, nhưng chính xác loại mô mắt nào được xác định bởi chính các tế bào, đồng tác giả nghiên cứu Robert Johnston Jr., một giáo sư trợ lý tại Khoa Sinh học của JHU cho biết.
"Chúng chỉ phát triển và phát triển như một võng mạc trong một món ăn", Johnston nói với Live Science.
Bởi vì các nhà nghiên cứu muốn đôi mắt nhỏ đang phát triển của chúng tuân theo thời gian biểu giống như mắt của thai nhi trong bụng mẹ, chúng đã theo dõi sự phát triển của các mô võng mạc trong chín tháng.
Hơn nữa, nghiên cứu trước đây trên chuột và cá ngựa vằn gợi ý rằng hormone tuyến giáp đã giúp kích hoạt sự phát triển của các tế bào liên quan đến thị lực màu, Eldred nói. Để kiểm tra điều đó, các nhà khoa học đã sử dụng công cụ chỉnh sửa gen CRISPR để điều khiển các thụ thể của tế bào hình nón đối với hormone, để xem điều đó sẽ thay đổi mô hình tăng trưởng của chúng như thế nào.
Họ phát hiện ra rằng mức độ của hormone tuyến giáp có mặt ở các giai đoạn khác nhau trong quá trình phát triển của mắt đóng vai trò lớn trong việc hình thành bản sắc của các tế bào. Khi các nhà nghiên cứu vô hiệu hóa các thụ thể của hoóc môn, họ đã phát triển đôi mắt nhỏ chỉ có các tế bào cảm nhận màu xanh, có khả năng chỉ nhìn thấy ánh sáng xanh. Và khi chúng làm ngập các chất hữu cơ có thêm hormone tuyến giáp trong quá trình tăng trưởng - trước khi các tế bào màu xanh có thể hình thành - tất cả các tế bào màu phát triển thành màu đỏ và xanh lục, các nhà nghiên cứu báo cáo.
"Điều đó nói với chúng tôi rằng chúng tôi hiểu cơ chế đủ để chúng tôi có thể phát triển tế bào võng mạc của con người trong một món ăn và chúng tôi có thể nói với họ loại tế bào nào chúng tôi muốn tạo ra", Johnston nói với Live Science.
Ngoài việc tiết lộ bí mật về thị lực màu, mô mắt trong phòng thí nghiệm có thể chứng minh hữu ích cho việc nghiên cứu các khía cạnh khác của thị giác, và có thể cung cấp cái nhìn sâu sắc về điều trị mù và bệnh tăng nhãn áp, Johnston nói.
Những phát hiện được công bố trực tuyến hôm nay (11/10) trên tạp chí Science.
