Версия для слабовидящих
Синтетические «нервы» работают на свету Печать Email
Новости об инновациях
14.04.2016

Микроскопические капли воды, ограниченные липидной мембраной и уложенные друг на друга с помощью трёхмерной печати, могут передавать друг другу электрический импульс, подобно нервным клеткам.

Исследователи из Оксфорда создали искусственный аналог нервной цепочки: синтетические клетки, упакованные с помощью 3D-принтера в некое подобие проводящей ткани, оказались способны проводить электрический импульс. Сразу скажем, что клетки в данном случае – это крохотные капли воды объёмом 50–100 пиколитров, заключённые в однослойную липидную мембрану. Понятно, что в таких каплях содержалась не только вода, в них была ещё ДНК с генами, кодирующими трансмембранные белки, и весь необходимый аппарат белкового синтеза. Трансмембранные белки, синтезировавшиеся в «клетке», формировали в мембране сквозной канал – так между двумя каплями появлялся «межклеточный контакт», через который мог проскочить электрический сигнал. Работа «нервной цепи» зависела от освещения – в «клетках» находился ещё и особый фоточувствительный белок, который под действием света связывался с ДНК и активировал записанные в ней гены трансмембранных белков.

Схема передачи сигнала по цепочке «синтетических клеток»: гены под действием света синтезируют трансмембранные белки, которые встраиваются в мембраны и формируют канал для передачи электрического импульса. (Иллюстрация Michael Booth / University of Oxford

3D-принтер, печатающий проводящую «ткань» из синтетических «клеток». (Фото Michael Booth / University of Oxford.)

Плотной упорядоченной укладки капель достигали, как было сказано выше, с помощью 3D-принтера. Сама технология трёхмерной печати из таких «клеток» разработана уже давно, но сейчас авторам работы пришлось разработать для них новый рецепт, чтобы и сами «клетки», и содержащиеся в них молекулярные машины для транскрипции (синтеза РНК-копий на ДНК) и трансляции (синтеза белка на РНК), пройдя через принтер, оставались бы в рабочем состоянии.

Подробно про «синтетические нервы» можно узнать из статьи в Science Advances*. Главными достижениями Майкл Бут (*Michael J. Booth) и его коллеги считают то, что им удалось встроить в нервную цепочку световой выключатель, и что распространение импульса не ограничивалось двумя «клетками», что сигнал шёл дальше – к третьей капле, четвёртой, десятой и т. д. В такой искусственной системе вполне можно изучать некоторые закономерности распространения импульса по проводящим тканям, однако в перспективе исследователи хотят совместить искусственные клетки с настоящими. Правда, для этого нужно решить две технологические проблемы: во-первых, напечатанные 3D-принтером комплексы капель «живут» в масляной среде, а настоящим клеткам нужен водный раствор; во-вторых, белки пор в искусственных клетках встраиваются в однослойную липидную мембрану, тогда как у настоящих клеток она двуслойная, и неизвестно, сформируется ли между ними трансмембранная белковая пора. Может быть, контакт между искусственной и настоящей клеткой получится организовать в виде синапса, когда между клеточными мембранами остаётся определённое пространство, а передача импульса происходит с помощью специальных химических молекул-нейромедиаторов. Говорить о практическом применении тут пока рано, хотя, если дать волю фантазии, можно представить себе, как в будущем мы сможем создавать синтетические заплатки для мышц, а то и для мозга.

Источник - http://www.nanonewsnet.ru/news/2016/sinteticheskie-nervy-rabotayut-na-svetu

 

Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта