Di mata manusia, ada tiga jenis sel kerucut yang mengatur penglihatan warna, merasakan cahaya merah, biru atau hijau, tetapi sedikit yang diketahui tentang bagaimana sel-sel khusus ini muncul di mata janin yang tumbuh. Namun, para peneliti baru-baru ini memberikan sekilas tentang mekanisme formatif ini, dengan menumbuhkan organoid - organ yang sangat kecil dan primitif - yang terbuat dari sel mata, sehingga mereka dapat mengamati sel-sel yang berkembang.
Meskipun organoid kecil itu tidak terlihat seperti mata yang sepenuhnya terbentuk, mereka mengandung fotoreseptor yang merespons cahaya, dan sel-sel (dan gen-gen mereka) masih berperilaku seperti sel kerucut di mata manusia. Hebatnya, sel-sel penginderaan warna dalam jaringan mata yang tumbuh di laboratorium mengatur diri mereka sendiri seperti sel-sel itu dalam janin, dengan sel kerucut penginderaan cahaya biru muncul pertama kali, diikuti oleh sel-sel yang merasakan cahaya merah dan hijau. Eksperimen dengan sel-sel ini menawarkan sekilas pertama dari mekanisme yang menghasilkan penglihatan warna unik kami, para ilmuwan melaporkan dalam sebuah studi baru.
Sel kerucut biru sudah diketahui berkembang sebelum tetangga merah dan hijau mereka. Tetapi tidak jelas mengapa mereka muncul dalam urutan itu dan apa yang mendorong sel "untuk memilih nasib" sebagai biru, merah atau hijau, kata penulis studi utama Kiara Eldred, seorang kandidat doktoral di Departemen Biologi di Universitas Johns Hopkins (JHU) di Maryland.
"Kami tidak yakin apa dalam konteks pengembangan yang menyatakan sel-sel itu berbeda satu sama lain," Eldred mengatakan pada Live Science.
Para ilmuwan mengarahkan sel punca untuk menjadi jaringan mata, tetapi jenis jaringan mata apa yang ditentukan oleh sel itu sendiri, kata rekan penulis studi Robert Johnston Jr, asisten profesor di Departemen Biologi JHU.
"Mereka berkembang dan tumbuh sebagai retina dalam sebuah hidangan," kata Johnston kepada Live Science.
Karena para peneliti ingin mata mini mereka yang tumbuh mengikuti jadwal yang sama dengan mata janin di dalam rahim, mereka memantau perkembangan jaringan retina selama sembilan bulan.
Terlebih lagi, penelitian sebelumnya pada tikus dan ikan zebra mengisyaratkan bahwa hormon tiroid membantu memicu perkembangan sel yang terkait dengan penglihatan warna, kata Eldred. Untuk menguji itu, para ilmuwan menggunakan alat pengeditan gen CRISPR untuk memanipulasi reseptor sel kerucut untuk hormon, untuk melihat bagaimana itu akan mengubah pola pertumbuhan mereka.
Mereka menemukan bahwa kadar hormon tiroid yang hadir pada berbagai tahap perkembangan mata memainkan peran besar dalam membentuk identitas sel. Ketika para peneliti menonaktifkan reseptor untuk hormon tersebut, mereka menumbuhkan mata mini yang hanya memiliki sel-sel penginderaan biru, yang hanya mampu melihat cahaya biru. Dan ketika mereka membanjiri organoid dengan hormon tiroid ekstra di awal proses pertumbuhan - sebelum sel biru terbentuk - semua sel warna berkembang menjadi merah dan hijau, para peneliti melaporkan.
"Itu memberi tahu kami bahwa kami cukup memahami mekanisme sehingga kami bisa menumbuhkan sel retina manusia dalam sebuah piring, dan kami bisa memberi tahu mereka sel apa yang ingin kami buat," kata Johnston kepada Live Science.
Selain mengungkapkan rahasia penglihatan warna, jaringan mata yang tumbuh di laboratorium mungkin terbukti bermanfaat untuk mempelajari aspek penglihatan lain yang unik bagi manusia, dan dapat memberikan wawasan tentang pengobatan kebutaan dan glaukoma, kata Johnston.
Temuan ini dipublikasikan online hari ini (11 Oktober) di jurnal Science.
