Клетки увеличиваются в объеме при сгибании тканей

14.05.2022

Ученые из Женевского университета (UNIGE) обнаружили, что, когда ткань изгибается, объем составляющих ее клеток увеличивается, а не уменьшается. Это открытие дает новые возможности для выращивания органов in vitro. Они позволят в какой-то степени сократить количество экспериментов на животных.

За то, как клетки распределяются в пространстве, чтобы придать форму и структуру нашим органам, отвечает морфогенез. Этот процесс запускается во время эмбрионального развития и объясняет, как, например, формируются складки нашего кишечника или альвеолы наших легких. Другими словами, его механизмы лежат в основе нашего развития и развития всех живых существ.

В новом исследовании команда UNIGE изучала, как клетки, из которых состоит ткань, реагируют и адаптируются, когда ткань сгибается. Свернув монослой клеток in vitro, который представляет собой компактный плоский "лист" клеток, расположенных рядом друг с другом, ученые сделали парадоксальное открытие. Они обнаружили, что объем клеток, расположенных на сгибе, увеличился примерно на 50% через пять минут вместо того, чтобы уменьшиться, и вернулся в обычное состояние в течение 30 минут. Это противоположно тому, что можно наблюдать при изгибе эластичного материала.

Изгибая "лист" клеток, похожий на тот, из которого состоит наша кожа, исследователи заметили, что клетки набухают, принимая форму небольших куполов. Объем клеток увеличивается благодаря сочетанию двух явлений: механическому и биологическому. Клетки развиваются в среде, состоящей из соленой воды. Полупроницаемая мембрана, отделяющая их от окружающей среды, пропускает воду, но не соль, оказывающую определенное давление на клетку. Чем больше концентрация соли снаружи - и, следовательно, чем выше так называемое осмотическое давление, - тем больше воды будет проходить через клеточную мембрану, увеличивая ее объем. Когда ткань изгибается, клетки реагируют так, как если бы осмотическое давление увеличивалось. Поэтому они поглощают больше воды - и набухают.

Понимая, как клетки реагируют на изгиб ткани, ученые смогут контролировать спонтанный рост органоидов in vitro и в результате получить желаемую форму и размер органа. Эти трехмерные многоклеточные структуры, разработанные для имитации микроанатомии органа и его функций, можно использовать в экспериментах вместо лабораторных животных. Кроме того, открытие может привести к разработке новых материалов, которые увеличиваются в объеме при складывании.

<< Назад: Беспроводные наушники Google Pixel Buds Pro 15.05.2022

>> Вперед: Электрическая батарея из водорослей 14.05.2022

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Открыт обращаемый драйвер старения 04.10.2025

Недавняя работа ученых из Сямэньского университета в Китае показала, что в гипоталамусе, главном регуляторе внутренних функций организма, кроется один из ключей к продлению молодости. Команда под руководством Лиге Ленга обнаружила, что снижение уровня белка менина в гипоталамусе связано с ускорением процессов старения. Менин, как выяснилось, играет важную роль в предотвращении воспаления и поддержании нормальной работы нейронов. Когда его уровень снижается, в мозге возрастает активность воспалительных сигналов, что запускает цепную реакцию возрастных изменений во всем организме - от ослабления когнитивных функций до потери плотности костей и истончения кожи. Чтобы понять, как именно менин влияет на старение, ученые вывели генномодифицированных мышей, у которых этот белок можно было выборочно отключить. Даже у молодых животных такое вмешательство быстро привело к ухудшению памяти, снижению прочности костей и эластичности кожи, а также к укорочению жизни. Эти результаты убедительно ...>>

Твердотельные батареи Panasonic 04.10.2025

Твердотельные аккумуляторы считаются следующим шагом в эволюции энергосистем: в отличие от традиционных литиево-ионных, они не содержат жидкого электролита, что существенно снижает риск возгорания и утечки. Именно на это делает ставку Panasonic, намереваясь завершить подготовку первых образцов к марту 2027 года, то есть к концу 2027 финансового года. Как сообщил технический директор подразделения Panasonic Energy Сеичиро Ватанабе, после выпуска опытных моделей клиенты проведут тесты, которые могут занять около двух лет, прежде чем начнется полноценное серийное производство. Хотя основным направлением для компании по-прежнему остаются литиево-ионные аккумуляторы, Panasonic стремится использовать свой опыт в сфере электромобильных технологий, чтобы выйти на новые рынки - прежде всего в области роботов и промышленных систем. На этом направлении японская корпорация намерена соперничать с такими компаниями, как TDK, уже закрепившимися в сегменте твердотельных решений. Интерес к новой ...>>

Кислотность океана разрушает зубы акул 03.10.2025

Мировые океаны выполняют важнейшую функцию - они поглощают около трети углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу. Это помогает замедлять темпы глобального потепления, но имеет и обратную сторону. Растворяясь в воде, CO2 образует угольную кислоту, которая повышает концентрацию водородных ионов и приводит к снижению pH. Вода становится более кислой, а последствия этого процесса уже заметны для морских экосистем. Средний показатель кислотности океана сейчас равен примерно 8,1, тогда как еще недавно за условную норму брали значение 8,2. По прогнозам, к 2300 году уровень может упасть до 7,3 - это сделает океан почти в десять раз кислее нынешнего состояния. Для обитателей морей подобные изменения означают не просто сдвиг химического равновесия, а реальную угрозу физиологическим процессам, начиная от формирования раковин у моллюсков и заканчивая охотничьим поведением акул. Чтобы выяснить, как именно кислотная среда отражается на зубах акул, группа немецких исследователей провела эксп ...>>

Почтовый космический корабль Arc 03.10.2025

Космические технологии становятся частью инфраструктуры, способной повлиять на логистику, медицину и даже военную сферу. Идея использовать орбиту как глобальный склад для срочных поставок звучала еще недавно как научная фантастика, но стартап Inversion пытается превратить ее в практическое решение. Компания Inversion появилась в начале 2021 года благодаря Джастину Фиаскетти и Остину Бриггсу, которые на тот момент были студентами Бостонского университета. Их замысел состоял в том, чтобы сделать возможной доставку грузов не только через спутниковые сети данных, но и в буквальном смысле - физических предметов. В основе лежит простая мысль: если космос обеспечивает доступ к любой точке Земли, то и грузы должны перемещаться тем же маршрутом. Уже за три года работы команда из 25 специалистов успела построить демонстрационный аппарат "Ray". Его запуск состоялся в рамках миссии SpaceX Transporter-12. Устройство весом 90 килограммов проверяло ключевые технологии Inversion, включая двухком ...>>

Лазерное обогащение урана 02.10.2025

Ядерная энергия остается одним из ключевых источников стабильного электричества, особенно для стран с растущими потребностями в энергоснабжении. Однако обеспечение бесперебойных поставок топлива для атомных станций требует современных технологий обогащения урана, которые одновременно эффективны и безопасны. Американская компания Global Laser Enrichment (GLE) делает значительный шаг в этом направлении, завершив масштабное тестирование лазерной технологии обогащения урана. Демонстрационная программа была проведена на объекте в Уилмингтоне, Северная Каролина. Тестирование технологии SILEX (Separation of Isotopes by Laser EXcitation), разработанной австралийской Silex Systems, стартовало в мае 2025 года и продлится до конца года. В ходе экспериментов компания планирует получить сотни фунтов низкообогащенного урана (LEU), который может быть использован в качестве топлива для атомных электростанций. GLE была создана в 2007 году для коммерциализации лазерных методов обогащения урана в С ...>>

Случайная новость из Архива Зафиксирован луч гигантского космического взрыва 12.08.2024 Астрономы зафиксировали уникальное космическое явление - гамма-всплеск, который по своей мощности превосходит все известные взрывы во Вселенной со времен Большого взрыва. Этот гамма-всплеск, названный BOAT (Brightest Of All Time - "Самый яркий за все время"), произошел на расстоянии в миллиарды световых лет от Земли и стал объектом интенсивного изучения со стороны ученых. Гамма-всплеск BOAT оказался настолько мощным, что его энергетический выброс сравним с тем количеством энергии, которое наше Солнце произведет за весь срок своего существования. Это событие было зафиксировано несколькими космическими телескопами, включая обсерваторию Ферми и телескоп Swift, что позволило астрономам получить бесценные данные о природе таких мощных космических явлений. Гамма-всплески представляют собой самые яркие и энергичные взрывы во Вселенной. Они возникают при катастрофических событиях, таких как коллапс массивных звезд, ведущий к образованию черных дыр, или слияние нейтронных звезд. Гамма-всплеск BOAT предоставляет ученым возможность более глубоко исследовать процессы, происходящие в такие моменты, и понять механизмы, лежащие в основе столь мощных взрывов. Фиксация такого мощного гамма-всплеска имеет важное значение для изучения эволюции Вселенной. Это событие открывает новые горизонты в понимании того, как происходят самые разрушительные явления в космосе и какие процессы сопутствуют образованию черных дыр и других экзотических объектов. Ученые надеются, что анализ данных, собранных в ходе наблюдений за BOAT, поможет уточнить текущие модели развития Вселенной. Несмотря на огромное расстояние, на котором произошел этот взрыв, излучение от него было столь сильным, что его смогли зафиксировать с Земли. Это говорит о невероятной энергии, высвобожденной при этом событии, и подчеркивает масштабы процессов, происходящих в далеких уголках космоса. Гамма-всплеск BOAT стал важным объектом для дальнейших научных исследований. Его уникальные характеристики могут привести к пересмотру некоторых аспектов современных астрофизических теорий и помочь в разработке новых моделей, объясняющих такие мощные явления. Этот случай также показывает, насколько важно развивать и совершенствовать методы наблюдения за космосом, чтобы продолжать открывать и изучать столь редкие и значимые события. Открытие гамма-всплеска BOAT является значительным шагом в исследовании космоса и эволюции Вселенной. Этот рекордный взрыв подтверждает, что даже на самых дальних рубежах Вселенной происходят события, способные пролить свет на фундаментальные процессы, определяющие ее структуру и динамику.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025