Выращивание новых конечностей может стать реальностью
Фрагмент обложки романа Герберта Уэллса «Остров доктора Моро». Фото: Aegina Ho/justcallmegina.comПринято считать, что то, как выглядит живое существо, определяют его гены. Они «подсказывают» телу, где должны быть руки, ноги, лапы, какой формы должен быть нос и будет ли у конкретной особи расти хвост. Генной терапией сейчас занимаются многие исследователи. Однако ученый из Университета Тафтса (Tufts University) работает в совершенно ином направлении. Михаил Левин, американец русского происхождения, считает, что программируют тело не только гены, но и электрические сигналы, которыми обмениваются клетки. Специалисту уже удалось с помощью биоэлектрики вырастить новые конечности лягушкам и переместить у головастиков глаза с головы в живот. Исследователь рассказал, что, возможно, с помощью его метода в будущем появится возможность выращивать новые конечности и у людей — например, у солдат, потерявших их на войне.
Михаил Левин заинтересовался биоэлектричеством еще в 2000 году. Он задался вопросом, каким образом тело «узнает», с какой стороны нужно вырастить сердце, печень, где должен быть желчный пузырь. Ученый пронаблюдал за формированием 6 зародышей цыплят и заметил, что между клетками эмбрионов проходят электрические сигналы. Он предположил, что именно таким образом клетки подсказывают друг другу, в каком направлении им расти. Электричество, по его мнению, запускало процесс экспрессии генов в нужном месте.
Вне зависимости от того, преуспевали ли люди в физике в вузе, их в любом случае можно назвать настоящими мастерами этой науки — когда дело доходит до понимания и предсказывания того, каким образом поведут себя объекты в реальном мире. Ученые из Университета Джонса Хопкинса (Johns Hopkins University) нашли источник этой интуиции, «физический движок» мозга.
Следующие годы исследователь посвятил экспериментам. Так появились шестиногие лягушки, головастики с глазами в районе кишечника и двухголовые черви, головы у которых регенерировали наподобие хвостов у ящериц. Ученый работал на клеточном уровне: на поверхности клеток расположены особые белки, ионные каналы, которые определяют заряд клетки, и Михаил Левин, меняя этот заряд, добивался роста клеток там, где это было необходимо. Для того, чтобы вырастить новый хвост у подопытного существа, требовалось 8 дней и час непосредственной работы. Новая функциональная конечность вырастала за полгода после 24 часов работы.
Ученый планирует перейти к экспериментам с теплокровными животными. Здесь, по его словам, возникнут сложности, так как кровяное давление у теплокровных существ выше, чем, например, у рептилий, то есть появляется риск кровотечения. Кроме того, конечности у теплокровных растут медленнее, и все это время существует вероятность попадания инфекции в организм. Воспалительные процессы замедлят рост нужных клеток. Третья проблема заключается в том, что для работы биоэлектрика рана должна быть влажной и защищенной от воздействия воздуха. Для решения этого вопроса Михаил Левин и его коллеги разработали специальное покрытие из силикона, каучука и шелка, которое уже успешно испытали на лягушках.
Специалист заявил, что он уверен — уже при его жизни люди научатся выращивать конечности, которые они по каким-либо причинам потеряли. В худшем случае, рассказал он, пациент, потерявший руку в 25 лет, к 35 годам обзаведется новой рукой подросткового размера, которая при этом будет полностью функциональна. Возможно, с помощью биоэлектричества можно будет лечить и рак, поворачивая процесс перерождения раковой клетки вспять. Исследователь отметил, что в опухолях «электрическая схема» нарушена, и если ее восстановить — есть вероятность, что опухоль исчезнет. Аналогично с пороками развития плода — в будущем их тоже могут начать лечить электрическими воздействиями.
Михаил Левин подчеркнул, что сейчас биоэлектрика находится на начальных этапах развития. Он пояснил, что ситуация с биоэлектрикой подобна работе по изучению мозга — ученые знают, что воспоминания записываются в мозг, но не знают, как на них воздействовать с целью изменения. Аналогично в биоэлектрике — науке известно, что в организме существуют «электрические схемы», но какие формулы определяют их работу — пока неясно.
One morning in spring 2000, Michael Levin flopped in his chair and clicked on his desktop computer. A newly minted assistant professor at Harvard, Levin, then 30, was looking to solve a riddle that had baffled science for centuries: How do our dividing embryonic cells know on which side of our bodies to grow our hearts, our livers, our gall bladders? Countless people throughout history have been born with some, even all, of their organs transposed, and yet functioning. Levin suspected DNA alone was not to blame; there had to be some other trigger. Days earlier, he had ordered an imaging test on a half dozen chick embryos at the verge of organized development. As he pulled up the results, he stared, amazed. Electrical charges, rendered in yellows and reds, lay across the cells in patches, left to right, as clearly as a neon “This Way” arrow. Levin sat back and blinked. He was witnessing, for the first time in history, embryo cells telling each other left from right via electricity.
Принято считать, что то, как выглядит живое существо, определяют его гены. Они «подсказывают» телу, где должны быть руки, ноги, лапы, какой формы должен быть нос и будет ли у конкретной особи расти хвост. Генной терапией сейчас занимаются многие исследователи. Однако ученый из Университета Тафтса (Tufts University) работает в совершенно ином направлении. Михаил Левин, американец русского происхождения, считает, что программируют тело не только гены, но и электрические сигналы, которыми обмениваются клетки. Специалисту уже удалось с помощью биоэлектрики вырастить новые конечности лягушкам и переместить у головастиков глаза с головы в живот. Исследователь рассказал, что, возможно, с помощью его метода в будущем появится возможность выращивать новые конечности и у людей — например, у солдат, потерявших их на войне.
Михаил Левин заинтересовался биоэлектричеством еще в 2000 году. Он задался вопросом, каким образом тело «узнает», с какой стороны нужно вырастить сердце, печень, где должен быть желчный пузырь. Ученый пронаблюдал за формированием 6 зародышей цыплят и заметил, что между клетками эмбрионов проходят электрические сигналы. Он предположил, что именно таким образом клетки подсказывают друг другу, в каком направлении им расти. Электричество, по его мнению, запускало процесс экспрессии генов в нужном месте.
Вне зависимости от того, преуспевали ли люди в физике в вузе, их в любом случае можно назвать настоящими мастерами этой науки — когда дело доходит до понимания и предсказывания того, каким образом поведут себя объекты в реальном мире. Ученые из Университета Джонса Хопкинса (Johns Hopkins University) нашли источник этой интуиции, «физический движок» мозга.
Следующие годы исследователь посвятил экспериментам. Так появились шестиногие лягушки, головастики с глазами в районе кишечника и двухголовые черви, головы у которых регенерировали наподобие хвостов у ящериц. Ученый работал на клеточном уровне: на поверхности клеток расположены особые белки, ионные каналы, которые определяют заряд клетки, и Михаил Левин, меняя этот заряд, добивался роста клеток там, где это было необходимо. Для того, чтобы вырастить новый хвост у подопытного существа, требовалось 8 дней и час непосредственной работы. Новая функциональная конечность вырастала за полгода после 24 часов работы.
Ученый планирует перейти к экспериментам с теплокровными животными. Здесь, по его словам, возникнут сложности, так как кровяное давление у теплокровных существ выше, чем, например, у рептилий, то есть появляется риск кровотечения. Кроме того, конечности у теплокровных растут медленнее, и все это время существует вероятность попадания инфекции в организм. Воспалительные процессы замедлят рост нужных клеток. Третья проблема заключается в том, что для работы биоэлектрика рана должна быть влажной и защищенной от воздействия воздуха. Для решения этого вопроса Михаил Левин и его коллеги разработали специальное покрытие из силикона, каучука и шелка, которое уже успешно испытали на лягушках.
Специалист заявил, что он уверен — уже при его жизни люди научатся выращивать конечности, которые они по каким-либо причинам потеряли. В худшем случае, рассказал он, пациент, потерявший руку в 25 лет, к 35 годам обзаведется новой рукой подросткового размера, которая при этом будет полностью функциональна. Возможно, с помощью биоэлектричества можно будет лечить и рак, поворачивая процесс перерождения раковой клетки вспять. Исследователь отметил, что в опухолях «электрическая схема» нарушена, и если ее восстановить — есть вероятность, что опухоль исчезнет. Аналогично с пороками развития плода — в будущем их тоже могут начать лечить электрическими воздействиями.
Михаил Левин подчеркнул, что сейчас биоэлектрика находится на начальных этапах развития. Он пояснил, что ситуация с биоэлектрикой подобна работе по изучению мозга — ученые знают, что воспоминания записываются в мозг, но не знают, как на них воздействовать с целью изменения. Аналогично в биоэлектрике — науке известно, что в организме существуют «электрические схемы», но какие формулы определяют их работу — пока неясно.
One morning in spring 2000, Michael Levin flopped in his chair and clicked on his desktop computer. A newly minted assistant professor at Harvard, Levin, then 30, was looking to solve a riddle that had baffled science for centuries: How do our dividing embryonic cells know on which side of our bodies to grow our hearts, our livers, our gall bladders? Countless people throughout history have been born with some, even all, of their organs transposed, and yet functioning. Levin suspected DNA alone was not to blame; there had to be some other trigger. Days earlier, he had ordered an imaging test on a half dozen chick embryos at the verge of organized development. As he pulled up the results, he stared, amazed. Electrical charges, rendered in yellows and reds, lay across the cells in patches, left to right, as clearly as a neon “This Way” arrow. Levin sat back and blinked. He was witnessing, for the first time in history, embryo cells telling each other left from right via electricity.
