امید به درمان نابینایی؛ حلزونی که چشمهایش را بازسازی میکند، انسان هم میتواند؟
رأی دهید
مشخص شده که ساختار پیچیده چشم انسان مشابه چشمهای «حلزون سیب آب شیرین» است که میتواند چشمهایش را بهطور کامل بازسازی کند. یک مطالعه جدید نشان داد که بسیاری از ویژگیهای کالبدشناسی و ژنتیکی چشمان انسان و حلزون با هم مشترکاند.
پژوهشگران اکنون با این هدف که در نهایت بینایی افراد با آسیبهای چشمی را بازیابی کنند، در حال بررسی چگونگی امکان رشد مجدد چشم در این حلزونها هستند. محققان برای ویرایش ژنوم حلزون روشهایی ایجاد کردهاند که به آنها امکان میدهد سازوکارهای ژنتیکی و مولکولی محرک بازسازی چشم را بررسی کنند.
آلیس آکورسی، استادیار زیستشناسی مولکولی و سلولی در دانشگاه کالیفرنیا، دیویس، که هدایت این تیم را بر عهده داشت، گفت: «حلزونهای سیب، ارگانیسمی خارقالعادهاند. آنها فرصتی منحصربهفرد برای بررسی بازسازی اندامهای حسی پیچیده فراهم میکنند. پیش از این، ما سامانهای برای بررسی بازسازی کامل چشم در اختیار نداشتیم.»
گونهای از حلزون آب شیرین که خاستگاه آن آمریکای جنوبی است، حلزون سیب طلایی (Pomacea canaliculata) اکنون در بسیاری از نقاط دیگر جهان بهعنوان یک گونه مهاجم حضور دارد.
با این حال، آکورسی گفت دقیقا همان ویژگیهایی که این جانوران را به گونه بسیار مهاجم تبدیل میکند، باعث میشود آنها برای آزمایش در آزمایشگاه مطلوب باشند. او گفت: «حلزونهای سیب مقاوماند، مدت زمان نسل آنها بسیار کوتاه است و تعداد زیادی نوزاد دارند.» افزون بر اینکه پرورش آنها ساده است، حلزونهای سیب از چشمهای «دوربینــمانند» برخوردارند که تصاویری با وضوح بسیار بالا تولید میکند و این همان نوعی است که انسانها نیز از آن برخوردارند. بهطور کلی، حلزونها به تواناییهای بازسازیشان نیز شناخته میشوند.
آکورسی پرسید: «وقتی بررسی این موضوع را شروع کردم، از خودم پرسیدم چرا هیچکس پیشتر از حلزونها برای مطالعه بازسازی استفاده نکرده است؟ فکر میکنم دلیلش این است که ما تا حالا حلزون کاملی برای بررسی پیدا نکرده بودیم. بسیاری از حلزونهای دیگر در آزمایشگاه بهسختی یا بسیار کند تکثیر میشوند و بسیاری از گونهها نیز دچار دگردیسی میشوند که یک چالش اضافه ایجاد میکند.»
این تحقیق که در نیچر کامیونیکیشنز (Nature Communications) منتشر شد، از طریق تحلیل کالبدشکافی، میکروسکوپی و ژنومی که این تیم انجام داد، شباهتهای بین چشم حلزون سیب و چشم انسان را نشان داد.
آکورسی گفت: «ما کار زیادی انجام دادیم تا نشان دهیم بسیاری از ژنهایی که در رشد چشم انسان مشارکت دارند، در حلزون هم وجود دارند. پس از بازسازی، ریختشناسی و بیان ژنی، چشم جدید تقریبا مشابه چشم اصلی است.»
پژوهشگران سپس روند رشد مجدد چشم حلزونها را پس از قطع عضو شرح دادند.
آنها توضیح دادند: «ابتدا زخم باید بهبود یابد تا از عفونت و از دست دادن مایع جلوگیری شود که معمولا حدود ۲۴ ساعت طول میکشد. سپس، سلولهای غیرتخصصی یا تمایزنیافته [که هنوز به یک نوع سلول خاص تبدیل نشدهاند] به آن محل میروند و تکثیر میشوند. این سلولها طی حدود یک و نیم هفته، اختصاصی میشوند و شکل دادن ساختارهای چشم از جمله عدسی و شبکیه را شروع میکنند. تا روز ۱۵ پس از قطع عضو، همه ساختارهای چشم از جمله عصب بینایی حضور دارند، اما این ساختارها به مدت چند هفته دیگر به رشد و بلوغ خود ادامه میدهند.»
با این حال، حتی با اینکه تیم [تحقیقاتی] میداند حلزونهای سیب همه اجزای لازم را برای تشکیل تصویر دارند، هنوز در حال بررسی این موضوعاند که آیا این جانوران واقعا میتوانند ببینند یا نه.
پژوهشگران همچنین در حال ویرایش ژنوم حلزونها با استفاده از «کریسپرــکَس۹» (CRISPR-Cas9) [یعنی فناوری برش و چسباندن ژنها در دیانای] هستند تا بفهمند ژنها چگونه بازسازی را کنترل میکنند.
آکورسی گفت: «ایده این است که ژنهایی خاص را جهشدار کنیم و سپس ببینیم چه تاثیری بر جاندار میگذارد، که این امر میتواند به ما کمک کند عملکرد بخشهای مختلف ژنوم را درک کنیم.»
«اگر مجموعهای از ژنها را پیدا کنیم که برای بازسازی چشم مهماند و این ژنها در مهرهداران هم وجود داشته باشند، به لحاظ نظری میتوانیم آنها را فعال کنیم تا امکان بازسازی چشم در انسان فراهم شود.»
