Биологические ткани могут менять форму за счет сил, которые создают их собственные клетки. Ученые хотят научиться управлять этим процессом, чтобы создавать живые материалы нужной формы, но это непросто.
Исследователи из нескольких научных центров в Каталонии и Европейской лаборатории молекулярной биологии нашли способ «программировать» форму ткани. Для этого они научились направлять расположение клеток с помощью особых химических рисунков.
Клетки в тканях часто выстраиваются в одном направлении, но иногда в их расположении появляются нарушения — участки, где порядок сбивается. Такие сбои могут влиять на то, как растет и меняется ткань. Ученые придумали, как создавать такие участки в нужных местах: они «нарисовали» на плоской поверхности линии из белка, к которому клетки могут прикрепляться, а вокруг разместили вещество, к которому клетки не прилипают. В результате клетки выстроились вдоль линий — так исследователи смогли заранее задать их расположение и спровоцировать нарушения в определенных точках.
Затем ткань отделили от поверхности, на которой она росла. После этого накопленное внутри напряжение высвободилось: ткань сжалась и изменила форму — в точности так, как планировали ученые, исходя из расположения клеток и созданных нарушений. Чтобы заранее понимать, какую форму примет ткань, ученые создали компьютерные модели, которые предсказывают итоговый вид по схеме расположения клеток.
Этот метод поможет создавать трехмерные биологические структуры без дополнительных опор, разрабатывать роботов с живыми элементами и умные материалы, способные менять форму. Кроме того, метод дает возможность лучше изучать, как формируются органы и развиваются опухоли и как расположение клеток влияет на поведение сложных тканей.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что ученые впервые восстановили активность замороженного мозга.
