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:

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Наушники Neurable One с мониторингом концентрации и усталости мозга 10.10.2026

Современные наушники постепенно превращаются из обычного аудиоустройства в персональный электронный помощник. Они уже умеют подавлять окружающий шум, анализировать качество звука и отслеживать некоторые параметры физического состояния человека. Американская компания Neurable пошла еще дальше и предложила использовать наушники для оценки активности мозга, чтобы определить, насколько человек сосредоточен, испытывает умственное напряжение или начинает уставать. Новая модель получила название Neurable One и оснащена 12 датчиками, способными регистрировать электрическую активность мозга. В основе технологии лежит электроэнцефалография, или EEG, применяемая для фиксации электрических сигналов, возникающих при работе нервной системы. Датчики размещены во внутренних накладках наушников и начинают получать информацию сразу после того, как пользователь надевает устройство. Затем специальное приложение анализирует полученные данные и оценивает текущее состояние человека. Разработчики предус ...>>

Климатический кризис меняет питание детей и влияет на их здоровье 09.10.2026

Когда говорят о влиянии климатических изменений на здоровье человека, чаще всего вспоминают экстремальную жару, наводнения, засухи или лесные пожары. Однако последствия глобального потепления могут проявляться гораздо менее заметно. Один из таких механизмов связан с продовольствием: изменения климата способны влиять на урожайность, стоимость продуктов и их доступность, а через это - на качество питания детей. Особое значение эта проблема приобретает в первые годы жизни. Дети в возрасте до пяти лет особенно чувствительны к недостатку необходимых питательных веществ, поскольку именно в этот период питание и окружающая среда тесно связаны с ростом организма, развитием и формированием иммунной системы. Если полноценная пища становится менее доступной, последствия могут проявляться не сразу, но отражаться на здоровье ребенка в дальнейшем. Бразильские исследователи попытались определить, где подобные проблемы могут пересекаться с климатическими факторами. Для этого специалисты разработ ...>>

Случайная новость из Архива Времени может не существовать 02.02.2023 Исследователи выяснили, что причинность, а не время, является основной характеристикой нашей вселенной. Эксперт Австралийского католического университета Сэм Барон считает, что физика пребывает в кризисе. На протяжении прошлого века ученые объясняли Вселенную с помощью двух чрезвычайно успешных теорий: общей теории относительности и квантовой механики. По его словам, квантовая механика успешно обосновывает работу в невероятно крошечном мире частиц и их взаимодействия. При этом, общая теория относительности описывает общую картину гравитации и движения объектов. Данные теории во многом противоречат друг другу. Поэтому ученые считают, что их необходимо заменить одной общей. В частности, речь идет о теории "квантовой гравитации", которая должна объяснить, как гравитация работает в самом миниатюрном масштабе. Ученые при этом отмечают, что создать новую теорию квантовой гравитации чрезвычайно сложная задача. Одной из таких попыток была теория струн. Она заменила частицы струнами, вибрирующими в 11 измерениях. Однако теория струн столкнулась с некоторыми сложностями. Теория описывает Вселенную, схожую с нашей, но не предоставляет никаких четких предсказаний, которые можно было бы проверить в ходе экспериментов. Таким образом, выдвинутую теорию невозможно ни подтвердить, ни опровергнуть, добавили ученые. Наиболее известным подходом после этого стала петлевая квантовая гравитация. Она гласит, что ткань пространства и времени состоит из сети очень маленьких дискретных фрагментов, иными словами "петлей". Одной из самых весомых особенностей петлевой квантовой гравитации является упразднение времени. "Петлевая квантовая гравитация не единственная теория, которая исключает время. Ряд других подходов также упраздняет время как фундаментальные аспект реальности. В теориях физики нет никаких столов, стульев и даже людей, и тем не менее мы по-прежнему знаем, что все это существует. Мы отлично знаем, что все перечисленное состоит из фундаментальных частиц, но понятия не имеем, из чего может "состоять" время. Пока мы не сможем дать четкое объяснение того, как возникает время, неясно, можем ли мы утверждать, что оно существует", - подчеркнул учены. По его словам, исходя из этого, время может не существовать ни в одной из имеющихся теорий. Однако теории оставляют нетронутой причинно-следственную связь. То есть, физика говорит, что причинность, а не время, является основной характеристикой нашей вселенной.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026