Команда дослідників із США створила штучну медузу, наростивши на силіконовій основі пересаджені від пацюків клітини серцевих м'язів.
Науковці з США створили штучну медузу, яка сама плаває у воді.
Команда вчених використала як основу силікон, наростивши на ньому пересаджені від пацюків клітини серцевих м'язів.
Щоб змусити медузоїда плавати, вони використали електричний струм, який викликає синхронні скорочення м'язів – саме таким чином, як це роблять справжні медузи.
Про проект дослідників з Каліфорнійського інституту технологій та Гарвардського університету повідомляє журнал Nature Biotechnology.
Робота служить доказом того, що концепція так званої зворотної розробки різноманітних м’язових органів та примітивних форм життя виявилася життєздатною.
Оскільки медузи рухаються у воді, перекачуючи її крізь себе за допомогою м'язів, ця дія – на дуже базовому рівні – нагадує роботу людського серця.
"Я почав спостерігати за морськими організмами, які виживають, перекачуючи крізь себе воду, - розповідає Кевін Кіт Паркер, професор біоінженерії та прикладної фізики у Гарварді. – Тоді я побачив у Акваріумі Нової Англії медузу і відразу ж помітив як подібності, так відмінності в тому, як медуза і людське серце помпують рідину".
"Подібності допомагають виявити, що саме потрібно для створення помпи на основі біологічних механізмів", - додає професор.
Механічний рух
Як кажуть дослідники, їхня робота також розширює термін "штучне життя" із нової сфери природничої науки, яка досі зосереджувалася на копіюванні елементів, що з них будується життя.
Професор Паркер розповідає, що хотів кинути виклик традиційному погляду на синтетичну біологію, яка "концентрується на генетичних маніпуляціях з клітинами". Замість того, щоб створити просто клітину, він прагнув "створити звіра".
Дві групи вчених роками працювали над тим, щоб зрозуміти ключові чинники, які відповідають за імпульсивний рух медуз. Вони вивчали організацію їхніх м'язів, спосіб, яким скорочуються і відштовхуються їхні тіла, та те, як динаміка рідин сприяє чи заважає рухові цих істот у товщі води.
Детально зрозумівши ці функції, дослідники почали їхню зворотну розробку.
Із силікону вони виготовили медузоподібне тіло з вісьмома відростками у формі рук.
Після цього вони нанесли на "тіло" малюнок з білка, який імітував конструкцію м'язів справжньої медузи.
На вершині вони наростили клітини серцевого м'язу, а протеїновий малюнок послугував схемою для нарощування й організації тканини, взятої в пацюків. Це дозволило вченим перетворити клітини на повноцінний м'яз, що відповідає за плавання.
Потім дослідники випустили медузоїда в ємність з рідиною, що пропускає струм, і, викликавши в нього синхронізовані скорочення м'язів, змусили поплисти. М'язові клітини почали слабо скорочуватися ще до того, як подали напругу.
"Мене здивувало, що за допомогою відносно небагатьох компонентів – силіконової основи та пересаджених клітин – ми змогли відтворити доволі складні навички плавання і годування, які можна побачити у природних медуз", - сказав Джон Дабірі, професор аеронавтики та біоінженерії в Каліфорнійському інституті технологій.
"Я приємно вражений тим, як близько ми підійшли до того, щоб відповідати природним біологічним показникам, а також тим, що ми бачимо шляхи, якими, ймовірно, можна поліпшити природні показники людини. Еволюційний процес пройшов повз багато хороших рішень", - каже вчений.
Команда планує удосконалювати штучну медузу. Вчені хочуть "навчити" її повертатися та рухатися в одному напрямку.
Вони також мають намір обладнати її простим "мозком", щоб медузоїд міг реагувати на середовище та імітувати більш складні навички, такі як рух до джерела світла та пошук енергії або їжі.
Джерело: BBC Україна