Учёные пересадили головастикам глаза на хвост

Американские исследователи Дуглас Блэкистон (Douglas Blackiston) и Майкл Левин (Michael Levin) из университета Тафтса успешно пересадили слепому головастику глаз.

Стоит заметить, что подобные операции уже проводили в прошлом, и в этой новости не было бы ничего удивительного, если бы не два обстоятельства. Во-первых, глаз, полученный от донора, был пересажен не на своё привычное место, а на хвост существа. Во-вторых, исследователи сумели доказать, что головастик научился использовать орган по прямому назначению.

Предыдущие эксперименты показали, что сама по себе пересадка не представляет особых трудностей. Основная проблема, с которой столкнулись исследователи, – невозможность узнать, могут ли существа видеть с помощью нового глаза.

Конечно, сначала учёные опробовали наиболее простой способ проверки. Они посадили головастиков с пересаженными глазами в чашки Петри и стали попеременно освещать их то синим, то красным светом. Молодые земноводные действительно реагировали на эти изменения: пока горел красный свет, они плавали медленно, но, когда освещение становилось синим, заметно ускорялись.

Однако радость экспериментаторов была недолгой. Очень скоро выяснилось, что головастики, полностью лишённые глаз, так же хорошо реагируют на меняющийся свет.

Тогда биологам пришлось придумать более сложный эксперимент. Учёные подготовили чашку Петри, разделённую на две части освещением красного и синего цвета. Если головастик заплывал на красную часть, то получал лёгкий удар током. Отдельные особи с глазом на хвосте быстро научились избегать опасной зоны, в то время как их безглазые собратья хоть и могли различать разный свет, но всё же продолжали пересекать границу, переживая всё новые и новые встряски.

Это означает, что неизвестные на сегодня светочувствительные клетки слепых головастиков, ответственные за фототаксис, посылают свои сигналы напрямую двигательным мышцам, в обход мозга.

Среди головастиков с пересаженными глазами способность к обучению, а следовательно, и наличие зрения, продемонстрировали около 10% подопытных существ. В то время как среди обычных здоровых особей обучались 40%.

Исследователи внимательно изучили соединение аксонов между новым органом и тканями организма. Оказалось, что нервные пути глаза, перемещённого в область хвоста, самостоятельно соединяются либо со спинным мозгом, либо с кишечником. Понятно, что функционировать они могут только в первом случае.

Результаты исследования опубликованы в издании Journal of Experimental Biology. Данная работа знаменует важный этап. Учёные теперь лучше понимают, как функционируют пересаженные органы и как они обмениваются сигналами с нервной системой. А так как между спинным мозгом лягушки и человека нет принципиальных различий, теоретически подобные операции когда-нибудь можно будет делать и людям.

Разумеется, мало, кто захочет пересадить себе глаз на спину, но метод может пригодиться для выращивания искусственных органов.