Ученые создали искусственную медузу из сердца крысы и силикона
Медузиод, состоящий из пористого силикона и слоя мышечных клеток крысиного сердца, плавает, стимулируемый разрядами тока.
Американские специалисты из Гарвардского университета и Калифорнийского технологического института сконструировали искусственную медузу, способную плавать не хуже своего живого аналога. Описание разработки опубликовано в журнале Nature Biotechnology.
Прототипом искусственного организма, получившего название «Medusoid», послужила эфира, личинка сцифоидной медузы Aurelia aurita. Эфиры образуются, отделяясь от стробила, прикрепленной формы жизненного цикла медузы, и затем дают начало взрослым особям. В отличие от взрослых медуз, чье тело представляет собой объемный замкнутый купол, тело эфиры более плоское и подразделено на 8 лопастей.
Ученые проанализировали порядок расположения мышечных волокон эфиры и воспроизвели его, нарастив клетки из культуры ткани сердца крысы на силиконовую основу диаметром чуть менее одного сантиметра. По форме основа, состоящая из полидиметилсилоксана, повторяет контуры эфиры и тоже имеет 8 лопастей. По своим механическим свойствам она близка к мезоглее медуз, основному компоненту желеобразного тела этих организмов. Именно за счет упругой мезоглеи медузы восстанавливают свою форму после сокращения мышечных клеток.
«Когда я наблюдал за медузами в океанариуме Новой Англии, я сразу заметил сходство между их движениями и движениями сердечной мускулатуры», -- рассказал Кэвин Паркер, один из авторов разработки. Подобно тому, как медузы, ритмично сокращаясь, выталкивают воду, чтобы двигаться вперед, сердце высших организмов, сокращаясь, прокачивает кровь. Как говорят ученые, создание искусственной медузы помогло им лучше понять механизм работы сердечной мышцы.
Искусственную медузу исследователи поместили в ванну с раствором солей. При помощи двух электродов, подававших в ванну разряды тока, ученые добились одновременного сокращения слоя мышечных клеток медузиода. В результате искусственная медуза плавала в ванне примерно с той же скоростью и с той же частотой сокращений, что и эфира в естественных условиях. В среднем за одно сокращение медузиод преодолевал расстояние, равное 0,6-0,8 длины собственного тела.
В дальнейшем исследователи планируют «научить» искусственную медузу плавать в одном направлении и даже реагировать на стимулы окружающей среды.