Ученые сделали ската-киборга из клеток крысиного сердца

Американские ученые собрали миниатюрного киборга из кардиомиоцитов ГМ-крыс. Напоминающее ската устройство способно плавать в воде, управляясь световыми импульсами. Его снимок украсил обложку свежего номера журнала Science, в котором авторы опубликовали отчет о своей работе.
По словам Кевина Кита Паркера (Kevin Kit Parker), разработчика из Института Виза при Гарвардском университете, идея пришла ему во время посещения с дочерью Бостонского аквариума: «Она попробовала погладить ската, опустила руку в воду, но тот быстро уплыл от нее, очень красиво, – сказал ученый в интервью Gizmodo. – Тут меня будто молнией ударило: ведь я могу построить такую же мышечную систему». Своей идеей Паркер поделился с коллегой Суньцзинь Парком (Sung-Jin Park): «Я сел перед ним и сказал: "Суньцзинь, мы разберем на части крысу и соберем из нее ската, а потом будем управлять им с помощью света"».
Ранее Паркер и его коллеги уже демонстрировали полуживое-полусинтетическое существо – плавающего «медузоида» (meduzoid), собранного из слоя кардиомиоцитов (клеток сердечной мышцы) на упругой силиконовой подложке. Однако работа над «скатом» оказалась намного сложнее. Для начала ученые получили ГМ-линию крыс, кардиомиоциты которых активировались под действием синего света. Клетки были забраны у 2-дневных эмбрионов и культивировались на силиконовой подложке с тонким «скелетом» из золотой проволоки. Фибронектин – белок соединительной ткани – направлял их рост в нужных направлениях.

Авторы получили 16-миллиметровую, 10-граммовую структуру, содержащую порядка 200 тыс. кардиомиоцитов и способную двигаться в воде. В отличие от настоящих скатов, плавники которых перемещаются вверх и вниз разными группами мышечных клеток, в этой упрощенной структуре кардиомиоциты способны лишь опускать их, а обратное движение обеспечивается упругостью проволочного скелета. Подсветив две ее стороны импульсами синего света, можно вызвать волну сокращений, которая заставляет «ската» продвигаться вперед; меняя частоту световых импульсов, можно контролировать скорость плавания, а облучая лишь одну сторону – заставлять киборга поворачивать. И хотя скорость движения пока не превышает 9 метров в час, ученые продемонстрировали, что «скат» способен успешно огибать препятствия.

«Я думаю, мы получили биологическую форму жизни, – прокомментировал Паркер свою разработку для журнала Popular Mechanics. – Это не организм, поскольку воспроизводиться не может, но он, определенно, жив». Конечной целью работ Паркера остается создание полноценных «живых роботов» – управляемых устройств из живой ткани, например, сердечного импланта.

Роман Фишман