Исследователи из Массачусетского технологического института разработали метод, который позволяет изменять форму клеток, воздействуя на них светом. В ходе эксперимента на клетках морской звезды они смогли добиться того, чтобы клетки сжимались, растягивались и даже принимали форму квадрата. Работа опубликована в журнале Nature Physics.
В основе метода лежит специальный фермент GEF, который запускает цепочку реакций, заставляющих клетку сокращаться и двигаться. Ученые создали его светочувствительную версию и ввели ее в клетки морской звезды. Затем они освещали клетки в определенных местах и наблюдали, как те изменяют форму.
Эксперимент показал, что с помощью света можно управлять движением клеток с высокой точностью. Например, ученые смогли вызвать небольшие сокращения или крупные волнообразные движения в зависимости от схемы освещения. Более того, они обнаружили, что, воздействуя светом в одной точке, можно запустить каскад реакций, заставляющих клетку изменять форму без дальнейшего вмешательства.
Метод открывает новые горизонты для биомедицины. В будущем его можно будет применять для создания «программируемых» клеток, например, клеточных «пластырей», которые под воздействием света будут сокращаться и способствовать заживлению ран. Также он может быть использован для разработки клеток-носителей лекарств, которые будут высвобождать препараты только при определенном световом сигнале и в нужном месте организма.
Ученые намерены углубить исследование и изучить, как подобные механизмы работают в других клетках, включая клетки человека. По словам руководителя работы Никты Фахри, это поможет лучше понять, как живые организмы формируются из одной клетки, а также разработать новые подходы к регенеративной медицине и тканевой инженерии.
