Ученые создали наночастицы, "научившие" мышей видеть тепло
Биотехнологи из университета Хэфэя создали наночастицы, которые могут соединяться со светочувствительными рецепторами глаз и преобразовать инфракрасный свет в видимое излучение. Результаты первых опытов на мышах были представлены в журнале Cell.
"Мы показали что и палочки, и колбочки могут соединяться с нашими наночастицами, приобретая способность "видеть" инфракрасное излучение в ближней части его спектра. Мы верим в то, что они полностью совместимы и с человеческими глазами. Это не только поможет создать "супер-зрение", но и помочь дальтоникам, не способным видеть красный цвет", — заявил Тянь Сюэ (Tian Hue) из университета Хэфэя (Китай), передает РИА Новости.
Глаза людей и многих других млекопитающих содержат в себе два типа светочувствительных клеток – колбочки и палочки. Колбочки позволяют нам различать цвета, но при этом они работают только при достаточно высокой освещенности, а палочки – позволяют видеть силуэты предметов при тусклом свете звезд или Луны.
Как показывают эксперименты последних лет, число различных типов колбочек и их функции заметно отличаются у разных групп и даже родов животных – к примеру, человек обладает тремя видами колбочек, а некоторые виды птиц и рептилий – четырьмя типами, один из которых позволяет им видеть ультрафиолетовое излучение.
Другие животные, к примеру, раки-богомолы, обладают еще более экзотической системой зрения, содержащей в себе 12 разных фоторецепторов, каждый из которых различает определенный цвет. Биологи и инженеры давно пытаются скопировать эти "изобретения природы" и научить животных "видеть" другие физические феномены, к примеру, магнитные поля.
Сюэ и его коллеги ликвидировали один из главных недостатков зрения всех млекопитающих – нашу неспособность видеть тепловое излучение, как это делают змеи и некоторые беспозвоночные существа.
За последние годы, как заметили ученые, физики создали множество различных наночастиц, способных поглощать одни типы электромагнитных волн и преобразовать их в другие разновидности излучения. Многие из них сегодня используются в экспериментах по уничтожению раковых опухолей, в ходе которых эти структуры проникают в ткань и затем "обстреливаются" инфракрасным лазером.
Подобные опыты натолкнули китайских биотехнологов на мысль, что аналогичные наночастицы можно использовать для того, чтобы "научить" глаза людей и других млекопитающих видеть тепловое излучение.
Руководствуясь этой идеей, они создали микроскопические сферы из соединений редкоземельных металлов, натрия и фтора, способные поглощать инфракрасные лучи с длиной волны примерно в 930 нанометров и преобразовать их в зеленый свет. Затем они покрыли эти конструкции слоем из полимеров и белков, необходимых для прикрепления к оболочкам фоторецепторов.
Проверив их работу на культурах клеток сетчатки, ученые ввели небольшое число подобных наночастиц в глаза мышей и проследили за тем, как изменится их поведение. Как оказалось, грызуны почти мгновенно научились реагировать на невидимые для остальных животных лучи и избегать тех частей клеток, которые были "подсвечены" ИК-лампами.
Последующие опыты показали, что мыши научились пользоваться своей новой способностью для того, чтобы распознавать тепловые узоры на стенках их клеток, свидетельствующие о наличии пищи или опасности. Грызуны сохраняли "тепловое зрение" на протяжении всех десяти недель эксперимента и не испытывали никаких проблем со здоровьем.
В ближайшее время, как отметил Сюэ, его команда займется созданием более безопасных версий подобных наночастиц, не содержащих в себе потенциально ядовитые соединения редкоземельных элементов. Они, как надеются исследователи, не только помогут человеку научиться видеть в полной темноте, но и позволят вылечить многие болезни глаз.
