Cea mai bizară creatură: din silicon + celule de şobolan! (VIDEO)
„Morfologic, am creat o meduză; funcţional, am creat tot o meduză. Însă din punct de vedere genetic, creatura e un şobolan”, declară în premieră Kit Parker, conducător al cercetărilor experimentale şi biofizician în cadrul Universităţii Harvard din Massachusetts.
Laboratorul condus de prof. Parker are ca obiect de cercetare crearea unor modele artificiale din ţesuturi ale inimii umane, folosite ulterior pentru regenerarea organelor şi testarea de noi medicamente. Echipa a „construit” iniţial acest meduzoid 9cum l-au numit specialiştii) , pentru a înţelege mai bine „legile fundamentale ale pompelor musculare”.
În decursul anului 2007, Kit Parker căuta noi modalităţi de studiere a mecanismelor pompării musculare, când a vizitat Acvariul New England din Boston.
„Am ajuns în compartimentele unde erau expuse meduzele şi am avut o revelaţie. M-am gândit că pot construi ceva asemănător”, declară profesorul Parker. Pentru a-şi pune planul în acţiune, cercetătorul american l-a recrutat în echipa sa pe John Dabiri, un bioinginer care studiază propulsia biologică în cadrul California Institute of Technology din Pasadena, California.
Janna Nawroth, un student absolvent al Caltech, a efectuat majoritatea experimentelor, şi a început prin analizarea tuturor celulelor din corpul unui exemplar juvenil de meduză de apă rece (Aurelia aurita), pentru a înţelege mecanismul după care aceste nevertebrate se deplasează în apă. Clopotul unei meduze de apă rece este alcătuit dintr-un singur strat de ţesut muscular, cu fibre strâns aliniate în jurul unui inel central.
Pentru ca meduza să se deplaseze, sunt trimise semnale electrice care se propagă de-a lungul fibrelor musculare în mod lent. „E ca şi când ai da drumul unei picături într-un recipient cu apă. Este exact precum pulsiunile unei inimi. Sunt de părere că, pentru a realiza un mecanism asemenea unei pompe musculare, activitatea electrică trebuie să fie transmisă asemenea unul val”, mai adaugă prof. Parker.
Janna Nawroth a creat o structură cu aceleaşi proprietăţi ca şi un organism de meduză, prin cultivarea unui singur strat de ţesut muscular din celule care aparţineau musculaturii inimii unui şobolan. Stratul muscular a fost aplicat pe o structură alcătuită din poli-dimetil-siloxan, un compus polimeric pe bază de siliciu.
Când este aplicat un câmp electric acestei structuri, statul muscular se contractă rapid, comprimând meduzoidul şi imitând astfel mişcarea de deplasarea a unei meduze „adevărate”.
Siliconul elastic reface forma iniţială a meduzoidului, pregătindu-l pentru o nouă deplasare. Când este plasat între doi electrozi în apă, meduzoidul înoată asemenea unei meduze. Produce chiar curenţi acvatici similari celor care aduc particulele de hrană spre orificiul bucal al meduzelor.
Profesorul Parker declară că echipa sa a dus biologia sintetică la un nou nivel. „În mod normal, când vorbim despre forme sintetice de viaţă, avem în vedere prelevarea de celule vii şi adăugarea de noi gene în ele. În schimb, noi am construit un animal. Nu este vorba doar despre gene, ci despre morfologie şi funcţionalitate”.
Echipa sa intenţionează acum să creeze un meduzoid pe bază de celule musculare extrase din inimă de om, pentru a testa ulterior noi medicamente destinate tratării afecţiunilor cardiovasculare.
Sursa: Nature.com