Кальмары и осьминоги – одни из самых завораживающих существ нашего океана, наделенные уникальной способностью плавно менять цвет и прозрачность своей кожи. Это придает им почти потустороннюю ауру – и для ученых, пытающихся понять механизмы, лежащие в основе их активного камуфляжа, они вполне могут быть таковыми.
Зависть к кальмарам
Все дело в том, что клетки кожи кальмара невозможно вырастить в лаборатории, что делает их практически недоступными для изучения. Но теперь некоторые бесстрашные исследователи придумали умный обходной путь: воспроизвести способность кальмаров к маскировке в человеческих клетках.
“В 2020 году у нас возникла безумная идея посмотреть, сможем ли мы уловить некоторые аспекты способности тканей кожи кальмара менять прозрачность в культурах человеческих клеток”, – сказал в пресс-релизе Алон Городецкий, представивший наконец-то практические результаты работы своей команды на заседании Американского химического общества.
Затенение клеток
Так называемая “настраиваемая прозрачность” головоногих функционирует благодаря сочетанию окраски на основе пигментов, которая может изменять количество поглощаемого света, и структурной окраски, которая влияет на то, как свет рассеивается через микро- и наноскопические структуры, объяснил ученый.
Городецкий и его команда сосредоточились на лейкофорах – клетках кожи, которые способствуют структурной окраске с помощью белков, называемых рефлектинами (отражателями). Эти рефлектины обычно собираются вместе, образуя наночастицы, которые могут отражать свет, кажущийся белым.
Пропуская свет с небольшим рассеиванием, поверхность может казаться прозрачной. При большем рассеивании кожа становится непрозрачной. Цель исследователей заключалась в том, чтобы управлять рефлектином в этих клетках, чтобы контролировать прозрачность.
“Мы хотели сконструировать клетки млекопитающих так, чтобы они стабильно, а не временно, формировали наноструктуры отражателя, для которых мы могли бы лучше контролировать рассеивание света”, – сказал Городецкий.
Соленое решение
Чтобы проверить это, команда Городецкого сначала вводила гены, образующие рефлектин из кальмаров, в человеческие клетки, но выяснение того, как заставить эти клетки стабильно вырабатывать отражатель, потребовало определенных усилий.
В конце концов, они нашли решение в соли.
При добавлении соли в среду клеточных культур рефлектин в человеческих клетках начал слипаться в более крупные наночастицы. Чем больше они добавляли соли, тем больше становились комки рефлектина. Это, по сути, позволило им регулировать прозрачность, контролируя количество соли.
Смысл этого открытия не в том, чтобы помочь создать невидимых людей. Вместо этого Городецкий надеется, что результаты его команды позволят ученым лучше изучить клетки кожи кальмаров, что, в свою очередь, приведет к большему количеству инноваций, вдохновленных кальмарами, таких как жидкие окна (многослойная жидкостная система, которая может снизить затраты энергии на отопление, охлаждение и освещение зданий за счет оптимизации длины волны, интенсивности и рассеивания света, проходящего через окна), например.
Читайте также: В заброшенной урановой шахте обнаружены странные формы жизни со своей экосистемой