https://ekolist.cz/cz/zpravodajstvi/zpravy/vedcum-se-podarilo-uvest-v-zivot-umele-vytvoreny-organismus-medusoid
zprávy o přírodě, životním prostředí a ekologii
Přihlášení

video uvnitřVědcům se podařilo uvést v život uměle vytvořený organismus – medusoid

26.7.2012 02:00 | PASSADENA/ČESKÉ BUDĚJOVICE (Ekolist.cz)
Tkáň ze silikonu by nebyla schopná samostatného pohybu, pokud by nebyla do jeho jádra zasazena srdeční tkáň z potkana
Tkáň ze silikonu by nebyla schopná samostatného pohybu, pokud by nebyla do jeho jádra zasazena srdeční tkáň z potkana
Licence | Všechna práva vyhrazena. Další šíření je možné jen se souhlasem autora
Zdroj | Harvard University/Caltech
S využitím pokročilých znalostí mořské biomechaniky, vlastností materiálů a tkáňového inženýrinku se podařilo týmu výzkumníků po dvou letech pokusů „oživit“ silikonový materiál. Ten propojili se srdeční svalovou tkání a vytvořili první umělou medúzu. Takto vytvořený „medusoid“ je schopen vykonávat přesně ty samé pohyby, které umožňují prastarým medúzám v mořích pohyb a příjem potravy. Úspěch si připsali vědci Harvardské univerzity (HU) a Kalifornského technologického institutu (Caltech).
 

„Schopnost plavání se u umělého organismu neobjeví jen tím, že okopírujeme a uměle zkonstruujeme všechny součástky plavajícího organismu a zasadíme je do shodného uspořádání,“ říká Jana Nawrothová, která se na výzkumu podílela. „Zaměřili jsme se na medúzy, které si svým pohybem i přihánějí potravu. A na této primitivní biologické struktuře jsme se rozhodli vystavět náš praktický konstrukční výzkum.“ Medúzy jsou považovány za první více-orgánové živočichy, kteří byli už před 500 miliony lety schopni komplikovanější koordinace pohybů.

Za největší přínos práce považuje Janna Nawrothová, vedoucí výzkumu z Caltechu, pokrok v chápání mechanismu fungování tkání. „Doposud byl tkáňový inženýrink spíše kvalitativním moderním uměním, při kterém jsme se snažili tkáně a orgány přesně okopírovat s důrazem na ty součásti, jež jsme považovali za důležité,“ popisuje Nawrothová. "Pořád nám ale chybělo nezbytné porozumění významu jednotlivých součástek pro specifické funkce. Navíc jsme netušili, jaké materiály by bylo nejvhodnější použít,“ dodala.

V rytmu srdce

K odhalení mechanismu přitom přispěla zdánlivě drobná náhoda. „V roce 2007 mi poprvé přišlo, že jsme selhali při pochopení základních principů fungování svalových pump,“ přiznává Kevin Kit Parker, bioinženýr harvardské univerzity a spoluautor studie.

Srovnání medúzy a umělého Medusoidu
Srovnání medúzy a umělého Medusoidu
Licence | Všechna práva vyhrazena. Další šíření je možné jen se souhlasem autora
Foto | Janna Nawroth / Caltech

„Zaměřil jsem se tedy více na pozorování vodních živočichů, kteří využívají systému pump jako pohonu pro pohyb. Až mě v jednom akváriu zaujala zdánlivě nepravděpodobná podobnost mezi stahy těla medúzy s tepem lidského srdce. Tato podobnost nás přivedla až k myšlence na vytvoření živé bio-pumpy.“ Spolu s Johnem Dabirim, profesorem aeronautiky a bioinženýrinku z Caltechu rozpracovali detailní plán mechanismu pohybového ústrojí medúz.

Podstatné pro ně bylo jak uspořádání vnitřních svalů, jež umožňuje smršťování jejich těla, ale také jak energie nasáté a vypouštěné vody pomáhá k efektivnímu pohybu. Nawrothová mezitím hledala vhodný „stavební“ materiál, elastickou a lehkou hmotu, podobnou tkáni jejich biologické předlohy. Zaměřila se na křemíkaté polymery, které by mohla využít při sestavení malé osmiramenné medúzky. Dokonalé technické provedení medusoidu by ale nebylo schopné samostatného pohybu, pokud nebyla do jeho jádra zasazena srdeční tkáň z potkana. Jednotlivé implantované buňky měly být schopné svými stahy uvést do pohybu ramena medúzy.

Volně splývající medusoid v nádržce byl nehybný, než byl „oživen“ pomocí slabého elektrického pole. Mezi jedním až pěti volty začala srdeční tkáň, umístěná v jádru umělé medúzy, pracovat a stahovat jednotlivá ramena i celé tělo.

Uměle vytvořený organismus se dal do pohybu, přesně tak jako jeho živoucí předloha v mořích oceánů. „Ve skutečnosti nás pořádně překvapilo, jak jsme s relativně málo součástkami – vhodně uspořádanou silikonovou bází a trochou buněk – vytvořili komplexní systém, který je schopen pohybu a získávání potravy, stejně jako u živé medúzy,“ přiznává Dabiri.

Dabiri v sobě inženýra nezapře: „Jsem potěšen, když vidím, jak blízko jsme se strefili do živé předlohy, ale současně vidím, že reálný evoluční proces minul i několik jiných dobrých technických řešení provedení medúzy.“ Podle týmu vědců je nyní při dalším výzkumu nezbytné soustředit maximum pozornosti na mechanismus a samotnou funkci orgánových struktur.

Podle Parkera je to, že se jim podařilo navrhnout, sestavit a v praxi otestovat uměle vytvořený organismus, jen začátek. Návrh biologických struktur, s porozuměním jejich funkci a okopírováním přírodního designu může být výrazně efektivnější a energeticky úspornější.


reklama

 
Radomír Dohnal

Online diskuse

Redakce Ekolistu vítá čtenářské názory, komentáře a postřehy. Tím, že zde publikujete svůj příspěvek, se ale zároveň zavazujete dodržovat pravidla diskuse. V případě porušení si redakce vyhrazuje právo smazat diskusní příspěvěk
Do diskuze se můžete zapojit po přihlášení

Zapomněli jste heslo? Změňte si je.
Přihlásit se mohou jen ti, kteří se již zaregistrovali.

 
reklama


Blíž přírodě

Pražská EVVOluce

reklama
Ekolist.cz je vydáván občanským sdružením BEZK. ISSN 1802-9019. Za webhosting a publikační systém TOOLKIT děkujeme Econnectu. Navštivte Ecomonitor.
Copyright © BEZK. Copyright © ČTK, TASR. Všechna práva vyhrazena. Publikování nebo šíření obsahu je bez předchozího souhlasu držitele autorských práv zakázáno.
TOPlist TOPlist