Tämä kuva hiiren silmästä on osa tieteellisten kuvien näyttelyä nimeltä ' Elämä, suurennettuna , on tällä hetkellä esillä Washington Dullesin kansainvälisen lentokentän Gateway Galleryssä marraskuun ajan. Kuvan Bryan William Jones ja Robert E. Marc, Utahin yliopisto
Se, mikä näyttää laajalta kraatterilta jollain eksoottisella planeetalla, on itse asiassa näkymä tavalliseen hiiren silmään. Jokainen eloisa väri heijastaa yhden nisäkkään verkkokalvon 70-80 solutyypistä identiteettiä ja metabolista toimintaa.
Luodaksesi kuvan, Bryan Jones , verkkokalvon neurotieteilijä Utahissa Moranin silmäkeskus , kääntyi kuvantamistekniikkaan nimeltä Computational Molecular Phenotyping (CMP). Hän ajeli ensin pois hiiren silmän osia paljastaen kerroksia pala kerrallaan – 'kuin nuoleisi suojusta', hän sanoo. Kun hän saavutti puolivälin, hän viipaloi useita mikroskooppisesti ohuita kerroksia ja levitti vasta-aineita, jotka oli suunniteltu kiinnittymään tiettyihin aineenvaihduntaan osallistuviin molekyyleihin.
Näistä viipaleista hän valitsi kolme, joissa vasta-aineet olivat merkitseneet eri molekyylejä – tauriinin (joka muun muassa säätelee solujen vesipitoisuutta), glutamiinin (joka antaa energiaa) ja glutamaattia (joka auttaa neuroneja välittämään tietoa) ja käytti tietokoneohjelma viipaleiden skannaamiseen.
Jones määritti sitten kullekin merkitylle molekyylille värin – punaisen, vihreän ja sinisen – ja liitti tuloksena saadut skannaukset yhteen. 'Tulevat värit ovat punaisten, vihreiden ja sinisten signaalien yhdistelmiä', Jones selittää ja paljastaa tietoa kunkin solun roolista aineenvaihdunnassa.
Esimerkiksi yhdistelmäkuvassa enemmän tauriinia ja glutamaattia kantavat solut näkyvät kirkkaissa magenta- ja vaaleanpunaisissa renkaissa, jotka edustavat verkkokalvon sisä- ja ulkovaloreseptorikerroksia, joissa tapahtuu paljon signalointia ja veden säätelyä. Keskellä olevat sinertävät, opaaliset gangliosolut viittaavat siihen, että glutamaatti on näkyvästi esillä ja että myös signalointia tapahtuu.
Tutkijat pitivät silmiinpistävänä, kuinka hiiren verkkokalvon solut näyttivät erillisiltä, tasavärisiltä kaistaleilta, mikä osoitti, että jokaisella solulla oli selkeästi määritelty metabolinen rooli. Sitä vastoin, kun CMP:tä levitetään ikääntyvälle tai sairaalle ihmisen verkkokalvolle, tietty verkkokalvon kerros saattaa näyttää kirjavammalta. Esimerkiksi se, mikä näkyy ohuena keltaisena kerroksena terveessä hiiren silmässä 'näyttää usein eriväriseltä tiiliseinältä' ikääntyvässä ihmissilmässä, sanoo Robert Marc , tutkimusjohtaja Utahin yliopiston Moran Eye Centerissä, joka kehitti CMP-tekniikan. Tämä vaihtelevuus voi olla merkki solujen välisen kommunikaation katkeamisesta, mikä mahdollisesti viittaa sairauden tai rappeutumisen alkamiseen verkkokalvossa.
Marc ja Jones käyttävät nyt samaa kuvantamistekniikkaa seuratakseen muutoksia ihmisen silmien solujen välisessä kommunikaatiossa ja valaistakseen terveiden ja epäterveiden verkkokalvojen välisiä eroja. 'Jos haluamme pystyä puuttumaan tehokkaasti sokeuttavien sairauksien hoitoihin, meidän on ymmärrettävä, mitä sairauksien piirille tapahtuu', Jones sanoo.
Vaikka hiiren verkkokalvo antaa Marcille ja Jonesille mallikuvan terveestä silmästä, sen monimutkaisuus viittaa siihen, että opittavaa on vielä paljon. 'Kun teet kuvan ensimmäisen kerran, et ymmärrä mitä katsot', Jones sanoo. 'Ja vähitellen valkenee, kuinka paljon tietoa siellä on.'