Patrick Keeley провел годы, изучая различные типы клеток в сетчатке глаза. Она представляет собой светочувствительный слой ткани, покрывающий внутреннюю поверхность глаза, который участвует в первом этапе обработки визуальной картины. Результаты его исследования опубликованы в журнале Developmental Cell.
С помощью грызунов ученые определили количество клеток, присутствующих в сетчатке, состоящих из 12 различных типов клеток у 30 генетически различных линий мышей. Вследствие изучения каждого типа клеток, ученые обнаружили значительные изменения количества клеток в каждой генетической линии.
«Эти клетки соединены друг с другом, и коэффициенты их схожести лежат в основе различных аспектов визуальной обработки. Количество этих типов клеток может коррелировать, но к сожалению, мы нашли очень небольшое количество значимых связей», – объясняется Keeley.
Используя анализ локуса количественных признаков (статистический метод, который связывает два типа информации, число клеток и генетические маркеры), ученые сравнили не только к вариации между различными типами клеток, но и совместное генетическое регулирование этих чисел. В каждом типе клеток исследователи выявили изменения количества клеток внутри генома.
«Если эти клетки не связаны, то у мышей может развиться сетчатка с большим количеством клеток одного типа – фоторецепторов и малым количеством биполярных клеток или наоборот. Так как же развивается сетчатка, если учесть это изменение?» – размышляет Keeley.
Авторы приходят к выводу что, поскольку соотношение числа постсинаптических клеток не строго контролируется, правила для соединения их должны обеспечивать определенную степень изменчивости, поскольку они образуют свои связи в процессе их формирования.
В качестве примера можно взять биполярные клетки. Для доказательства этого предположения ученые изучали морфологию дендритов, нитевидных расширений нейрона, которые образуют синоптический вход. Ученые исследовали их размер, их структурное ветвление и количество контактов, которые они формировали в зависимости от количества окружающих биполярных клеток и количества фоторецепторов различных штаммов.
«Мы обнаружили, что степень роста дендритов была пропорциональна локальной плотности биполярных клеток. Если количество их было большим, то они росли маленькими, если их было меньше, то рост был большой. С другой стороны, число фоторецепторов не зависело от размеров дендритов в области биполярных клеток», – пояснил Keeley.
Это исследование дает ученым представление о том, как формируются, дифференцируются отдельные типы клеток и как они формируют соответствующие соединения друг с другом. Исследователи пытаются определить гены, которые управляют этими процессами.
«Мы думаем, что эти результаты будут очень важны в области трансплантации стволовых клеток и в разработке новых методов лечения нарушений зрения», – добавляют авторы.
ПОДРОБНЕЕ В НАУЧНОЙ СТАТЬЕ:
Keeley, Patrick W.; Whitney, Irene E.; Madsen, Nils R.; St. John, Ace J.; Borhanian, Sarra et al. Independent Genomic Control of Neuronal Number across Retinal Cell Types // Developmental Cell (2014)
