Ученые сконструировали человеческие клетки так, чтобы они обладали способностью кальмаров менять цвет и прозрачность

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.

кальмар
Прототип “жидкого окна” из нескольких слоев каналов, каждый из которых содержит жидкости с различными оптическими свойствами; закачивая жидкости в каналы и из них, система может оптимизировать тип, количество и распределение проходящего света.

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

Поделиться

Добавить комментарий