Биологи собрали из клеток крысы искусственную медузу

Ученые собрали из мышечных клеток крысы медузоид - биомиметическую конструкцию, способную имитировать технику плавания медуз. Работа опубликована в журнале Nature Biotechnology, кратко о ней пишет Nature News.

Ученые собрали из мышечных клеток крысы медузоид - биомиметическую конструкцию, способную имитировать технику плавания медуз. Работа опубликована в журнале Nature Biotechnology, кратко о ней пишет Nature News.
Прежде чем приступить к сборке медузоида, авторы с точностью до клетки изучили строение медузы Aurelia aurita. Тело кишечнополостного состоит из упругой гелеобразной основы и тонкого слоя покрывающих ее клеток, в том числе мышечных. Их сокращение приводит к сжатию купола медузы и реактивному движению, после чего исходная форма восстанавливается за счет упругости гелеобразной основы.

Медузоид так же состоял из слоя клеток и упругой основы, только основой стал полидиметиолсилоксан, а мышечные клетки авторы позаимствовали из сердца крысы. Чтобы расположить мышечные клетки в нужной ориентации, на поверхность полимера была нанесена микроструктура.

Получившийся медузоид помещали в аквариум, снабженный парой электродов. Под действием электрического разряда мышечные клетки сокращались, и медузоид плыл вперед. Во время паузы между разрядами форма конструкции восстанавливалась за счет упругости полимера.

Авторы тщательно изучили механику движения жидкости во время движений медузоида, и обнаружили, что им удалось воспроизвести даже вихревые потоки, которые у медуз подгоняют пищу к ротовому отверстию. В целом движения конструкции от движения настоящих медуз отличались только отсутствием направления и необходимостью во внешней стимуляции.

Работа включает элементы самых разных дисциплин - от гидродинамики и биомеханики до клеточной биологии и физиологии. Несмотря на кажущуюся бессмысленность создания медузоида, оно имеет большое значение для биологии, так как с одной стороны, показывает пробелы в понимании работы хорошо известных систем, а с другой стороны, разрабатывает методическую базу для создания искусственных органов.