Ak by sme si mohli vybrať jednu z najlepších schopností živočíšnej ríše, určite by to bola schopnosť stať sa neviditeľnými voči svojmu okoliu.

Portál Futurism priniesol prostredníctvom časopisu New Atlas veľmi zaujímavý výskum, na ktorom sa podieľali vedci z Univerzity v Kalifornii. Podarilo sa im zmeniť ľudské bunky tak, aby boli schopné meniť svoju priehľadnosť. Pri výskume sa inšpirovali živočíšnou ríšou a konkrétne špeciálnym druhom kalmára.

Priehliadnosť ako stratégia prežitia

Isté živočíchy v prírode používajú aktívnu kamufláž ako stratégiu prežitia. Ide o pomerne široký rad živočíchov od hlavonožcov, chobotníc, kalmárov až po sépie. Tieto druhy dosahujú unikátnu vlastnosť pomocou svojich buniek, ktoré upravujú svoj stav a štruktúru, aby rôznym spôsobom odrážali svetlo. Vedia teda docieliť aj takmer úplnú priehľadnosť.

Vedci ich preto podrobne skúmajú a je tu veľká šanca na využitie špeciálnej vlastnosti ako účinná kamufláž pre rôzne materiály. Dala by sa však schopnosť živočíšnych buniek stať sa priehľadnými implementovať aj do ľudských buniek? Presne túto otázku si položil tím vedcov z Univerzity v Kalifornii, ktorý sa zameral na štúdiu špecifického druhu kalmára zvaného Doryteuthis opalescens.

Tento druh kalmára je schopný zmeniť pruh pozdĺž svojho tela z bieleho na priehľadný. Pruh je tvorený reflexnými bunkami nazývanými leukofory, ktoré obsahujú častice leukozómy. Tie sú tvorené proteínmi nazývanými reflexíny a celkovo táto štruktúra buniek umožňuje kalmárom rozptyľovať svetlo a vytvárať dúhovú kamufláž.

Zobraziť celú galériu (2)

Obrázok znázorňujúci: (a) Akým spôsobom mení kalmár transparentnosť pruhu na svojom povrchu cez štruktúru svojich buniek; (b) Schéma naľavo je ľudská bunka pred transfekciou, ktorá obsahuje organely ako svoje jediné subcelulárne štruktúry a odráža minimum svetla. Schéma v strede je ľudská bunka po expresii reflexínu a vytvorení fotonických architektúr. Schéma napravo ukazuje ľudskú bunku po vystavení chemickému stimulu, ktorý ovplyvňuje zostavu reflektínu. Zdroj: Nature

V štúdii publikovanej v žurnále Nature Communications sa vedci pokúsil zaviesť vyššie popísanú schopnosť do ľudských buniek. Kvôli tomu geneticky upravili ľudské embryonálne obličkové bunky, aby exprimovali reflexín. Pri bližšom skúmaní sa zistilo, že sa proteíny zhromažďovali do častíc vo vnútri buniek a menili spôsob, akým rozptyľovali dopadajúce svetlo.

„Boli sme ohromení, keď sme zistili, že bunky nielen exprimovali reflexín, ale zabalili proteín do sféroidných nanoštruktúr a distribuovali ich do tela buniek,“ povedal Alon Gorodetsky, spoluautor štúdie.

Vedci tak prostredníctvom kvantitatívnej fázovej mikroskopie dokázali určiť, že proteínové štruktúry mali odlišné optické vlastnosti v porovnaní s cytoplazmou vo vnútri buniek. Tieto štruktúry v pozmenených bunkách sa inými slovami správali opticky takmer rovnako ako vo svojich pôvodných leukoforoch hlavonožcov.

Zobraziť celú galériu (2)

Vľavo: Reflexínové nanoštruktúry možno vidieť vo vnútri ľudských buniek ako tmavšie oblasti. Vpravo: Rozdiely v dráhach prechodu svetla materiálom, pričom červená farba predstavuje dlhší prechod a modrá kratší. Zdroj: Nature

V ďalšej sade testov tím preskúmal, ako sa dá táto schopnosť ovládať. Bunky umiestnili medzi dve doštičky potiahnuté sklom a exponovali ich rôznemu množstvu chloridu sodného.

Zistili, že pri vyšších hladinách sodíka bunky rozptyľujú viac svetla a vynikajú lepšie zo svojho okolia, ako tie, ktoré boli vystavené nižším hladinám sodíka.