Одна из разновидностей плоского червя – планария, имеет, потрясающие способности. Она умеет восстанавливать любые части тела. Эксперименты с этим организмом подтолкнули ученых к мысли о том, что можно кардинально поменять концепции и подходы, используемые ныне в традиционной медицине.
Удивительные способности, которыми обладает планария
Свойства планарии интересуют биологов давно. Это удивительное существо умеет то, что недоступно любому другому живому организму на нашей планете. Если этот червь лишить головы, хвоста или любой другой части тела, то он не погибнет, а отрастит себе новый орган. Этот организм можно даже порезать на множество кусочков. И вскоре из всех из них появится новый самостоятельный червь планария с головой и хвостом.
Главный вопрос, который интересует исследователей – это даже не то, что существо умеет отращивать, утраченные части тела. Вопрос состоит в том, как планария понимает, где у обрубка должен находиться хвост, а где голова.
Что даст разгадка секрета планарии
Если ученым когда-либо удастся разгадать механизм восстановления этого биологического организма, то они смогут найти способ управлять клетками человеческого организма. Например, дать команду отрастить, утраченный ранее орган или часть тела.
Возможно, ученые уже близки к разгадке
Ученые провели необычные эксперименты. Они заставили планарию отрастить сразу две головы, другую особь спровоцировали воспроизвести два хвоста. Это мало внешне изменило жизнь этих существ, так как они смогли по-прежнему питаться и удалять отходы жизнедеятельности. Ведь рот и систем выделения у них находится посередине тельца – на брюшке.
Изменили ученые подопытные организмы, не вмешиваясь в генетику. Они лишь управляли электрическими импульсами в тельцах червей. Вернее, даже не в телах планарии, а в клетках их организма.
Каждый ребенок еще из школьного курса биологии знает, что электрические импульсы присутствуют в нервной системе живых существ. С их помощью нейроны передают информацию в мозг и получают обратно сигналы к действию.
Но, по сути, любая клетка организма – это, своего рода, электрическое устройство. Она является одновременно электроконденсатором и электргенератором. Такую возможность клетка приобретает благодаря своей оболочке – мембране. В покое она сохраняет равновесие. Внутри она имеет отрицательный заряд, а снаружи положительный. Таким образом на мембране образуется электрический потенциал. При химическом воздействии на клетку она может отдавать заряд и вновь перезаряжаться. Именно этот механизм стал ключевым в появлении новой идеи при работе с планариями.
Исследователи отсекли здоровым червям голову и хвост. При измерении электрического потенциала они обнаружили, что в той части, где ранее была голова было больше клеток с измененным электрическим потенциалом. Затем испытуемый организм поместили в специальный раствор, в котором потенциал клеток выровнялся. И у этого организма в итоге выросло вместо головы и хвоста две головы с обоих концов. В итоге получился мутант. Но при этом вмешательства в его ДНК не производилось. В то же время контрольный экземпляр планарии, который находился просто в воде, отрастил как положено, голову и хвост.
Дерзкие научные идеи
Идея, которая возникла у ученых на основании экспериментов с планарией, звучит довольно дерзко. Исследователи предположили, что клетки организма умеют общаться между собой в обход нашей нервной системы. На примере развития эмбриона лягушки ученые пронаблюдали, как в процессе роста и размножения клеток изменяется их электрический потенциал. Получается, что клетки в процессе роста эмбриона сами между собой решали, какая из них станет сердцем, головой, хвостом, желудком и т. д.
По выводам исследователей получается, что клетка – это некий биологический аналог компьютерной техники с генетической информацией. Если заложить в него нужную программу с помощью электрических сигналов, то можно получить новый способ управлять живыми системами. Только нужно понять этот механизм и научиться управлять им. Возможно, этот метод будет более эффективным, чем генетическое редактирование.
Планария помогла обнаружить масштабные биологические электросети
При детальном изучении исследователи заметили, что колонии бактерий, живущие на нашей планете, образуют между собой также некую биологическую электросеть. И таким образом они могут влиять на важные процессы, включая климат и состав воздуха, которым дышит человек.
Электрический потенциал микробиома человека
Если углубится еще глубже в биологию, и вспомнить, что по последним исследованиям более половины клеток в человеческом организме не являются его собственными. Ими являются микроорганизмы-колонизаторы. Они всю жизнь живут в нас и с нами, но не являются частью нашего тела. Их ученые называют общим словом – микробиом человека. Они включают в себя бактерии, грибки, вирусы. Они не имеют никакой связи с главной электрической сетью организма – нейронами. У чужаков внутри и снаружи нас свои электрические секреты, о которых известно науке катастрофически мало.
Если предположить, что бактерии, составляющие микробиом человека, также могут влиять с помощью электрических импульсов на нас, то, возможно, удастся найти новые способы лечения болезней, продления жизни и управления состоянием здоровья. В этом случае просто отпадет необходимость в опасном генетическом редактировании, с непредсказуемыми последствиями.