Эмбриональным развитием научились управлять при помощи света

На примере дрозофилы исследователи научились управлять морфогенезом — возникновением и развитием частей организма — с помощью оптогенетики. Эта технология позволяет контролировать активность генов при помощи света. Результаты работы, способной повлиять на будущее регенеративной медицины, опубликованы в Nature Communications.

То, как пройдет морфогенез, очень важно для жизни и здоровья организма. Этот процесс подразделяется на отдельные стадии, что позволяет ученым выделить одну из них, выявить, что нужно для того, чтобы ею управлять и реконструировать морфогенез на основе этих данных. Биологи из Европейской молекулярно-биологической лаборатории, располагающейся в Гейдельберге (Германия), выбрали для реконструкции стадию эпителиального складкообразования в тканях эмбрионов дрозофилы. Управлять процессом им помогли методы оптогенетики.

В обычных условиях на этой стадии морфогенеза не должно происходить впячивания — одного из способов образования органов, в ходе которого из-за неравномерного роста клеток на поверхности образуется складка или мешковидный выступ. Однако воздействие света на сигнальные белки семейства Rho инициировало впячивание именно там, где и нужно было ученым.

Как отмечает один из авторов исследования Эмилиано Искьердо, главный плюс оптогенетики в ее точности. «Мы смогли создать клеточные структуры заданной формы. Также, изменяя время и интенсивность освещения, мы контролировали, как меняется форма клетки», — говорит исследователь. Биологи смогли определить характер связи между формой клетки и ее функциями, что позволило создать ткани с заданными параметрами без изменений в работе клеток.

Авторы исследования считают, что разработанный ими оптогенетический метод можно применить и к другим организмам, а также при культивировании стволовых клеток ex vivo (в живой ткани, перенесенной из организма в специально созданную среду). Его можно будет использовать и для того, чтобы создавать или восстанавливать искусственные ткани в регенеративной медицине. Например, это позволит создавать кожу, мышцы или кости по «индивидуальным эскизам».

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.