Chobotnice sú majstrami kamufláže: Ľudské bunky pomohli vedcom odhaliť ich tajomstvá
Chobotnice využívajú svoju schopnosť splynúť s prostredím na lov alebo vyhýbanie sa predátorom.
Chobotnice sa vyznačujú svojou vynikajúcou schopnosťou kamufláže. Dokážu splynúť so svojim prostredím a prekvapiť nič netušiacu korisť. Rovnakým spôsobom dokážu ujsť aj potenciálnemu predátorovi.
Veda však stále nedokáže jasne vysvetliť, ako sa tieto tvory dokážu tak dobre maskovať. Jedným z dôvodov je, že sa nepodarilo vypestovať ich bunky v laboratóriu. Nová štúdia však dokázala túto ich špeciálnu vlastnosť replikovať v bunkách cicavcov, ktoré môžu vedci vytvoriť v laboratórnych podmienkach. Za novou prácou stoja vedci z American Chemical Society.
Štúdiu viedol Alon Gorodetsky, ktorý sa už roky venoval vytváraniu materiálov inšpirovaných práve chobotnicami. Medzi jeho predchádzajúce úspechy patrí napríklad „neviditeľná vrstva“, ktorá by mohla vojakom poskytnúť možnosť lepšie splynúť s prostredím. Táto vrstva vznikla tak, že vedci vytvorili baktérie schopné produkovať reflektín, čo je špeciálny proteín, ktorý dáva chobotniciam schopnosť kamufláže.
„Dostali sme bláznivý nápad. Chceli sme zistiť, že či dokážeme zachytiť schopnosť kože chobotníc zmeniť svoju transparentnosť aj v ľudských bunkách,“ vyjadril sa Gorodetsky.
V rámci štúdie skúmali leukofóry, bunky ktoré majú nanoštruktúru zloženú z reflektínu. Reflektíny sa združujú dokopy a neabsorbujú svetlo. Namiesto toho sa svetlo od nich odrazí a tým sa javia ako jasne biele. Vedci chceli vytvoriť bunky cicavca, ktoré by stabilne formovali reflektínové nanoštruktúry. Tým by vedci získali lepšiu schopnosť kontrolovať odrážanie svetla.
Tajomstvá chobotničej kamufláže
Ak bunky umožnia svetlu prejsť cez ne s minimálnym rozptylom, stávajú sa viac transparentnejšími. Ak rozptyľujú viac svetla, stávajú sa viditeľnejšími. Vedci v rámci experimentov pridali gény chobotnice do ľudských buniek. Tie následne pomocou DNA vyprodukovali reflektín.
Neprehliadnite
„Najväčšou výzvou bolo, aby bunky produkovali tento proteín stabilne,“ vysvetľuje Georgii Bogdanov, spoluautor štúdie.
Počas experimentov pridali vedci soľ do kultúrneho média a sledovali, ako sa reflektín združuje do nanoštruktúr. S vyššou koncentráciou soli sa vedcom podarilo získať detailný 3D model vlastností nanoštruktúr. Čím väčšie boli, tým sa množstvo svetla odrazeného od buniek zväčšilo. Výskum vedcom umožní lepšie pochopiť schopnosť kamufláže chobotníc.
Počas pandémie vedci vo svojom výskume pokračovali. Keďže ale nemohli ísť do laboratória, hľadali spôsoby ako posunúť ich prácu z domu. Počas tohto obdobia vytvárali počítačové modely, ktoré by im pomohli predpovedať to, ako budú bunky rozptyľovať svetlo. Do modelu stačilo zadať parametre pre nanoštruktúry reflektínu a následne model ukázal optické vlastnosti buniek. To by v budúcnosti mohlo viesť k efektívnejšiemu vytváraniu buniek.
Predchádzajúce výskumy naznačovali, že vytváranie a rozkladanie nanoštruktúr mení transparentnosť buniek chobotnice. Nová štúdia dokázala vytvoriť podobné štruktúry aj v bunkách cicavcov. V ďalších krokoch vedci vytvoria lepšie pozorovacie techniky. Autori výskumu hovoria, že reflektín by mohol slúžiť ako molekulárna sonda. Vďaka tomuto proteínu by vedci mohli sledovať štruktúry v bunkách. Pomocou neho by napríklad mohli lepšie pochopiť vývoj buniek a ich rast.
Komentáre