דגי זברה זעירים ומפוספסים עוזרים למדענים להתחקות אחר האופן שבו גן הקשור ללבקנות משפיע על התפתחות העיניים, עבודה שעשויה בסופו של דבר לעזור להסביר חלק מבעיות הראייה שחווים אנשים עם המצב ולהנחות את החיפוש אחר טיפולים חדשים.
במחקר שפורסם ב ביולוגיה התפתחותיתחוקרים מאוניברסיטת וושינגטון מצאו שמוטציות ב-OCA2, גן האחראי לאחת הצורות הנפוצות ביותר של לבקנות, גרמו לשינויים בלתי צפויים בתאי פיגמנט, היווצרות עיניים ופעילות של עשרות גנים אחרים בעוברי דג הזברה.
הממצאים מראים ש-OCA2 עשוי למלא תפקיד רחב יותר בפיתוח מעבר לסיוע בייצור המלנין, הפיגמנט שנותן צבע לעור, לשיער ולעיניים. אם תהליכים דומים מתרחשים בבני אדם, המחקר עשוי לעזור בסופו של דבר להסביר סיבוכים הקשורים ללבקנות, כולל פגיעה בראייה ותנועת עיניים לא רצונית.
אנחנו מעוניינים להבין תהליכים שלא בהכרח הייתם מצפים שיהיו תלויים במלנין, אבל מסתבר שכן. זה עוד מנגנון מפתיע שהתאים משתמשים בו כדי להתפתח בצורה נכונה".
סינתיה קופר, סופרת מקבילה, פרופסור, בית הספר למדעי הביולוגי המולקולריים של WSU, WSU Vancouver
דגים קטנים, תפקיד מדעי גדול
מדענים השתמשו בדג הזברה כדי לחקור גנטיקה ופיתוח במשך יותר מחמישה עשורים, וחוקרים כל דבר, החל מהתפתחות לב ועד הפרעות נוירולוגיות וסרטן. קופר עבד עם הדג יותר מ-20 שנה.
כמו אנשים, דג הזברה הם בעלי חוליות ומשתמשים ברבים מאותם גנים כדי לייצר תאי פיגמנט. העוברים השקופים שלהם מתפתחים במהירות מחוץ לגוף, מה שמאפשר למדענים לצפות בשינויים ביולוגיים שיהיה קשה לחקור בבני אדם.
לצורך המחקר החדש, קופר ועמיתיה בחנו עוברים הנושאים מוטציה בגרסת דג הזברה של הגן OCA2. הם עקבו אחר איך התפתחו תאי פיגמנט והעיניים, ואז השוו את פעילות הגנים בעוברים הנושאים את המוטציה עם עוברים שלא נשאו אותה.
החוקרים מצאו הבדלים בלתי צפויים במספר ובמיקומם של אירידופורים, תאי פיגמנט מחזירי אור הנמצאים בדגים ובדו-חיים. לאנשים אין אירידופורים, אבל התאים נובעים מתאי ציצה עצביים, שגם הם יוצרים כמה סוגים של תאים אנושיים. זה הופך אותם לחלון שימושי לאופן שבו מוטציה בגן הקשור לפיגמנט יכולה להשפיע על התפתחות התא.
הצוות גם מצא שינויים בעיניים המתפתחות. פתיחה זמנית בעין העוברית ארכה זמן רב מהרגיל לסגור, בעוד שתאים ברשתית התפתחו והתארגנו בצורה שונה.
כאשר החוקרים השוו את פעילות הגנים בעוברים עם ובלי המוטציה, הם זיהו שינויים בעשרות גנים, כולל רבים שעוזרים לתאים לקבוע למה הם יהפכו ולהנחות את היווצרות העיניים ורקמות אחרות.
יחד, התוצאות מצביעות על כך ש-OCA2 עשוי להשפיע על ההתפתחות בדרכים החורגות מתפקידו הקבוע בייצור מלנין.
עדיין לא ניתן להניח שהממצאים חלים ישירות על אנשים. קופר אמר כי החוקרים יצטרכו לקבוע היכן, מתי ומדוע מתרחשת פעילות הגנים המשתנים, ואז לחפש השפעות דומות ביונקים ובסופו של דבר בתאים אנושיים.
לבקנות משפיעה על אחד מכל 17,000 אנשים ברחבי העולם, אם כי השכיחות משתנה מאוד בין האוכלוסיות. בעיות ראייה הן מאפיין מכריע של המצב ועלולות ליצור אתגרים לכל החיים בפעילויות יומיומיות כמו קריאה ונהיגה.
על ידי חשיפת מידע נוסף על האופן שבו המצב משפיע על ההתפתחות, המחקר יכול בסופו של דבר לעזור לחוקרים לזהות יעדי טיפול אפשריים לסיבוכי ראייה הקשורים ללבקנות. קופר אמר כי הבנה ברורה יותר של התפתחות תאים נורמלית יכולה גם להוביל למחקר על מחלות כמו סרטן, שבהן תאים אינם מצליחים להתפתח או מתנהגים כרגיל.
המחקר גם סיפק ניסיון מעשי לתלמידי WSU ונקובר. המחברים השותפים ג'יי ריונך מקארתי וסמואל ורנון היו בוגרי תואר ראשון כאשר ערכו את הניסויים שלהם, המשיכו מסורת במעבדה של קופר שסייעה להכין כ-60 סטודנטים לקריירה ברפואה, רוקחות ומחקר.
"אנחנו רק מנסים להבין מה יש בגן הזה שגורם לשינויים בהפעלת הגנים בתאים שכנים", אמר קופר. "זה מה שאנחנו מתכננים להבא."
