Logo
Cover

Специалисты Калифорнийского университета в Сан-Франциско научились программировать группы отдельных клеток так, чтобы они самостоятельно формировали многослойные структуры, напоминающие простые организмы или первые стадии эмбрионального развития. Однажды эти принципы можно будет применить к регенерации тканей и целых органов.

133712

«Самое поразительное в биологии то, что ДНК содержит все необходимые инструкции для создания слона, упакованные в крошечный эмбрион, — говорит Венделл Лим, старший автор статьи, вышедшей в журнале Science. — ДНК содержит алгоритм роста организма — последовательности инструкций, которые разворачиваются во времени, но как именно — мы еще до конца не понимаем. Сложность биологических систем легко может сбить с толку, так что мы постарались разобраться в минимальном наборе правил по программированию самосборки клеток в многоклеточную структуру».

Важной частью формирования многоклеточных структур является способность клеток общаться друг с другом и принимать скоординированные, коллективные решения. (Совсем недавно биологи с помощью лаборатории на чипе совершили прорыв в клеточной коммуникации.) Для того чтобы сымитировать этот процесс, исследователи взяли за основу искусственную молекулу synNotch, недавно синтезированную в лаборатории университета, которая позволила им запрограммировать одни клетки на определенные реакции на сигналы от других клеток.

Например, с помощью synNotch исследователи смогли заставить клетки ответить на определенные сигналы от соседей и произвести молекулы клеточной адгезии кадгерины, а также белки с флуоресцентными маркерами. Примечательно, что нескольких простых сигналов оказалось достаточно, чтобы заставить группы клеток менять цвет и самоорганизоваться в многослойную структуру — в двух- и трехслойные сферы.

В будущем ученые надеются программировать намного более сложные клеточные структуры, с помощью которых можно будет выращивать поврежденные ткани или органы для трансплантации, пишет Phys.org.