Искусственные органы нужны не только для пересадок. На них еще можно тестировать лекарства и изучать межклеточные взаимодействия. В зависимости от целей, для которых получают искусственный орган, он может в различной степени походить на орган природный. Поэтому для разных задач подходят разные стратегии воспроизведения работы органов и их систем. Основным принципам этих стратегий и посвящен наш обзор.

Любой организм развивается только из одной клетки, но рождается многоклеточным. Как же сложно и закономерно делится эта клетка, что в итоге все живые организмы не похожи друг на друга! Что за закономерности приводят к правильному развитию животных, уже изучено достаточно подробно, а какова логика в случае растений?

Юность авторов этого текста прошла, как и у многих наших ровесников, под песни Цоя. Все мы смотрели на звезду по имени Солнце, влюблялись в восьмиклассниц, ждали перемен, удивлялись алюминиевым огурцам и запоминали свою группу крови, просто так — потому что до армии было еще далеко. И мало кто знал: если бы не застенчивый австрийский профессор, не было бы ни той самой песни Цоя, ни своей группы крови. Потому что группы крови открыл именно Карл Ландштейнер. И получил свою Нобелевскую премию через тридцать лет после того, как точно выяснил, почему кровь одного человека может не подойти другому. Формулировка Нобелевского комитета: «за открытие групп крови человека».

Иммунология — вот что задаёт тон наступившей научной неделе. Работа антител, борьба с ВИЧ, влияние кишечной микробиоты на функционирование Т-клеток, классификация иммунных клеток по поверхностным белкам и не только... Впрочем, исследователям искусственного интеллекта тоже есть что рассказать на этой неделе: четыре мозга живых крыс обсчитывают изображения и дают прогноз погоды, а роботы перемещаются благодаря взрывам и не боятся сплющивания. И пусть к нам не прилетели герои фильма «Назад в будущее», пусть никто пока не катается по улицам на летающих досках, надежда на нечто лучшее ещё теплится.

Генетический вариант, найденный у аборигенов Новой Гвинеи, в эксперименте помог защитить мышей от всех известных прионных заболеваний, в том числе от недавно обнаруженных особо опасных штаммов прионов, вызывающих неклассическую болезнь Крейтцфельдта-Якоба. Чем выше была доля мутантного белка, нарабатываемого у подопытных мышей, тем лучше была их защита. У мышей с двумя мутантными аллелями, то есть производящих только мутантный белок, вырабатывался полный иммунитет ко всем исследованным прионным болезням.

Серебристые муравьи живут в пустынях и ищут корм при такой жаре, которую большинство живых существ не выносит. Замечательную жароустойчивость серебристым муравьям гарантируют особые кожные покровы, состоящие из треугольных в сечении волосков. Такие структуры не только хорошо отражают свет, но и помогают муравью активнее излучать лишнее тепло в среднем инфракрасном диапазоне. Изобретение муравьев может вдохновить инженеров на создание новых материалов, обладающих охлаждающими свойствами.

В свежем Nature пишут о том, как сделать спектрометр из смартфона, как ящерицы переключают режим определения пола всего за одно поколение, как устроены замечательно сложные глаза микробов Warnowiidae и насколько генетическое сходство родителей влияет на их детей. В новом номере Science интересные работы по биомеханике — о сходстве формирования извилин мозга со сворачиванием листа бумаги и о необычном хвосте морского конька, квадратном в сечении.

Термофорез — движение молекул в градиенте температур — давно используется в химии и физике для изучения коллоидных растворов. Добавив инфракрасный лазер к флуоресцентному микроскопу, разработчики метода добились локальных изменений температуры и возможности тут же регистрировать изменения сигнала от молекул. Метод окрестили микроскопическим термофорезом, и в 2010 году он дебютировал в биологии. Метод позволяет делать точные количественные оценки самых разных бимолекулярных взаимодействий (например, белок–лиганд, белок–белок, белок–нуклеиновая кислота и т.д.). Измерения можно проводить непосредственно в биологических жидкостях, что приближает условия к естественным, исключает необходимость иммобилизации молекул и просто экономит время. Всё это делает микроскопический термофорез привлекательным методом как для фундаментальных исследований, так и для биомедицинских приложений.