Der Signalmechanismus, der an der Umwandlung embryonaler Stammzellen in Augenzellen beteiligt ist, wurde identifiziert.
Britische Wissenschaftler unter der Leitung der Professoren Nick Dale und Elizabeth Jones haben ein Signalmolekül identifiziert, das die Augenentwicklung im Embryo auslöst. Diese Entdeckung wird helfen, die Stammzellen zu finden, aus denen sie gebildet werden, und könnte schließlich zur Entwicklung einer Methode führen, um „Augen im Reagenzglas“zu züchten.
Die Autoren untersuchten den Effekt der Freisetzung des ATP-Moleküls (Adenosintriphosphat), das nicht nur der Hauptenergieträger in lebenden Organismen ist, sondern auch Signalfunktionen ausübt. Zunächst widmeten sich Untersuchungen der Wirkung von ATP auf die Bildung des Bewegungsapparates bei Fröschen. Das Interesse der Wissenschaftler wechselte jedoch sofort zu einem aufregenderen Moment – nachdem sich herausstellte, dass die Einführung eines der Enzyme (E-NTPDase-2) eine überraschende Wirkung auf die Bildung von Kaulquappen hat, die sich aus Embryonen entwickeln. Seine Einführung in die Region des zukünftigen Kopfes führte zur Bildung mehrerer Augen, und seine Einführung in andere Zellen verursachte das Auftreten zusätzlicher "ektopischer" Augen am Bauch, an der Seite oder sogar am Schwanz.
Das Enzym E-NTPDase-2 wandelt ATP in ADP (Adenesindiphosphat) um, daher erfuhren die entsprechenden Zellen beim Einbringen des Enzyms in den Embryo eine erhöhte ADP-Konzentration. Die Autoren schlugen vor, dass eine große Menge ATP kurzzeitig an der Stelle der Augenbildung freigesetzt wird, wo es E-NTPDase-2 ausgesetzt wird, sich in ADP umwandelt und die Bildung des Sehorgans beginnt.
Die Gene, die die Entwicklung des Auges initiieren und lenken, sind gut untersucht und zusammen als Augenfeld-Transkriptionsfaktoren (EFTFs) bekannt, aber der Mechanismus ihrer Aktivierung, der an genau einem bestimmten Ort und an einem bestimmten beginnt Zeit, dauert eine lange Zeit blieb unerforscht. Neue Arbeiten haben gezeigt, dass kurze ATP-Schübe und der anschließende Anstieg der ADP-Spiegel die Expression dieser Gene und folglich die Entwicklung des Auges initiieren.
Anscheinend gibt es diesen bisher unbekannten Mechanismus nicht nur bei Fröschen. Es ist bekannt, dass Mutationen im E-NTPDase-2-Gen, das sich auf dem 9. menschlichen Chromosom befindet, zu schwerwiegenden Entwicklungsstörungen von Kopf und Augen führen. Diese Tatsache weist darauf hin, dass der identifizierte Mechanismus wahrscheinlich in der Natur weit verbreitet ist.
Das Züchten eines „Auges im Reagenzglas“ist nicht die einzige Hoffnung für Wissenschaftler, um zu lernen, wie man die Probleme der Sehschwäche effektiv löst. Eine weitere vielversprechende Option ist die Gentherapie, über die wir im Artikel "Gene für gutes Sehen" geschrieben haben.
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