Группа ученых во главе с Элоном Городецким из Калифорнийского университета в Ирвайне создала человеческие клетки, которые могут по команде менять степень своей прозрачности. Результаты исследования описаны в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.
В природе такой способностью обладают, например, самки кальмаров вида Doryteuthis opalescens: спасаясь от хищников, они могут на время делать свои ткани прозрачными. Ученые решили попробовать человеческим клеткам придать аналогичные контролируемые свойства пропускания, отражения и поглощения света.
Авторы разработки уверены, что система управления прозрачностью клеток может стать эффективным инструментом для будущих научных исследований. Так, изучение механизма свечения медуз когда-то привело к появлению оптогенетики, позволяющей поклеточно проверить, где вырабатывается тот или иной белок.
Механизм управления прозрачностью ученые позаимствовали у кальмаров Doryteuthis opalescens, у которых есть для этого особые клетки (лейкофоры). В их состав входят лейкосомы — органеллы, содержащие рефлектины (белки, которые меняют свои оптические свойства под действием химических стимулов). Создав генетически модифицированные клетки почек человека, ученые внедрили в их ДНК гены, отвечающие за синтез рефлектинов.
Выяснилось, что рефлектины, выработанные человеческой клеткой, сами организуются в тела, подобные лейкосомам. Таким образом ученым удалось заставить клетку синтезировать белки, влияющие на ее цвет и прозрачность, но нужно было еще и научиться управлять их оптическими свойствами.
В качестве стимула ученые использовали обычную поваренную соль. Оказалось, что концентрация хлорида натрия влияет на прозрачность рефлектинов и клеток в целом. Уменьшение концентрации соли в цитоплазме позволяет увеличить их прозрачность, и наоборот. Пока искусственно созданные клетки не работают также хорошо, как клетки кальмаров, но ученые продолжают работу и уверены, что смогут добиться высоких результатов.
