По словам ученых, биоэлектричество - это главный контроль организма. Некоторые специалисты стремятся использовать его для восстановления конечностей, лечения рака, или например, разблокировать бессмертие.
Молодой биолог Мин Чжао, изучающий заживление тканей обнаружил, что может ускорить восстановление клеток, подвергая их воздействию электричества. Но сам процесс восстановления, оставался загадочным до тех пор, пока эксперимент одного из его аспирантов не привел к желаемому результату. Чем больше новая ткань тянулась к течению с одной стороны раны, тем больше другая сторона отскакивала.
По словам Чжао, студент случайно обнаружил, что ток направляет движение клеток, и эффект был настолько сильным, что он перекрывал все физические и химические сигналы, которые организм использовал для исцеления. ”Когда эксперимент не срабатывает, как вы надеялись, - говорит Чжао оглядываясь назад, - возможно, он пытается сказать вам что-то новое." Его озарение, опубликованное в 2006 году, активизировало развивающуюся область, известную как биоэлектричество.
Биоэлектричество, охватывающее явления, начиная от регенерации тканей и заканчивая метастазами рака, развивается уже очень давно. Первый намек на то, что электричество контролирует тело, появился еще в 1780-х годах, когда итальянский врач Луиджи Гальвани соединил отрубленные лягушачьи ноги с громоотводом, демонстрируя, что они сокращаются при ударе молнии. В дополнение к вдохновению Франкенштейна, его открытие привело к периодическим всплескам экспериментов в 19-м и 20-м веках-обнаружив, что раневые участки генерируют собственное напряжение.
Однако прогресс застопорился из-за грубых электрических приборов, а затем потерял популярность на фоне повышенного внимания в то время к генетике и молекулярной биологии.
Но лишь эти достижения, сделали исследования биоэлектричества более актуальными, обратив внимание на то, что эти области не могли объективно объяснить. Сейчас Мин Чжао, является профессором Калифорнийского университета в Дэвисе, он рассматривает биоэлектричество как оркестратор сложных событий, таких как заживление травмы.
Многое из недавнего исследования Мина Чжао, было сфокусировано на диабетиках, которые часто медленны для того чтобы излечиться. Исследования показывают, что раны на диабетических мышах содержат аномально слабые электрические токи. Он показал, что такие раны заживают быстрее после применения корректирующего заряда.
Основной механизм, считает Чжао, стар, как сама жизнь. Когда мембрана клетки проколота, она наводит течение между внутренностью и снаружи клетки. "Это сигнал к камере, что есть дыра", - говорит Чжао. Чтобы выжить, ранние одноклеточные организмы могли использовать этот сигнал для прямого восстановления, эволюционного прогресса, который, по его мнению, выживает и сегодня.
По словам биолога Михаила Левина из Университета Тафтса, эти электрические сигналы являются "подарком физики", природным свойством электричества, которое эволюция смогла выгодно использовать. "Электричество уникально подходит для обработки информации", - говорит Левин. Примерно в то же время, когда Чжао начал заживлять раны, Левин начал исследовать роль электричества в регенерации хвоста головастика. В первые несколько дней жизни, головастики могут полностью заменить отрубленный хвост. А по мере взросления, они постепенно теряют эту способность. Но Левин еще обнаружил, что может химически стимулировать обрубки хвостов старых головастиков и заставлять их отрастить хвосты. В своих экспериментах он заставлял головастиков выращивать глаза на животе, изменяя электрические свойства клеток, чтобы имитировать свойства, связанные с формированием глаз.
Левин теперь видит биоэлектричество как своего рода мастер-контроль, который может включать сложный каскад генетических и биохимических событий, приводящих к глазу или хвосту. Например, Его недавние исследования рака также подтверждают эту гипотезу. Он электрически индуцировал и подавлял опухоли у головастиков, заставляя его верить, что рак людей в конечном итоге может быть отменен путем повторения аномальных электрических сигналов, передаваемых раковыми клетками.
И это только начало. Получив образование в области компьютерных наук, Левин решил взломать биоэлектрический код организма.
Он не может сказать, сколько времени это займет, но по его словам, в биоэлектрическом будущем вы "фактически получите программу на уровне анатомии, а животных можно заставить принимать любые мыслимые формы. Люди могут восстановить утраченные конечности и заменить поврежденные органы.” “Если бы вы понимали, как строить все эти структуры, вы могли бы заставить их постоянно перестраиваться”, - утверждает Левин.
Это поставило бы людей в привилегированное положение быть похожими на плоских червей, которые могут естественным образом регенерировать любую часть тела и, следовательно, иметь бесконечно долгий срок существования.
Левин сейчас изучает плоских червей так же одержимо, как головастиков. ”Они с нами уже полмиллиарда лет", - говорит Левин. "Мне кажется, что регенерация-это решение проблемы старения.”
Присутствуя в начале жизни, биоэлектричество может быть просто путем к нашему бессмертию и улучшению жизни.
Перевод: Геном - перевод научных статей
Редактура: Борис Рубцов
Группа ВК: Популяризация науки
