Шрифт:
Интервал:
Закладка:
Становилось ясно, как работает вся система в целом. Ионные токи контролируют мембранный потенциал. Мембранный потенциал определяет, к какой группе должна присоединиться конкретная клетка, а это определяет ее будущую тканевую принадлежность. Клетки меняют идентичность в соответствии с указаниями, которые получают от соседей, и весь этот процесс запускается электричеством.
Именно тогда Левин впервые начал формулировать теорию биоэлектрического кода. Мембранный потенциал содержит в себе информацию, а щелевые контакты образуют сеть (электрическую сеть, отличную от нервной системы), которая распространяет эту информацию по всему телу.
Левин стал воспринимать эту информацию как некий код. Этот код контролирует сложные биологические процессы, благодаря которым мы сформировались в матке, следуя сложной программе клеточного роста и смерти. Биоэлектрический код – причина того, что наше тело сохраняет одну и ту же форму на протяжении всей нашей жизни, он останавливает рост делящихся клеток, так что мы остаемся узнаваемыми на протяжении всей жизни. Это не единственный важный фактор: биомеханика, биохимия и все остальное тоже важны. Но, по-видимому, как нейронный код определяет поведение и восприятие, а генетический код отвечает за передачу наследственных признаков, так биоэлектрический код контролирует форму тела.
Но даже если все это было правдой, это еще требовалось доказать. Левин должен был продемонстрировать, что изменение данных параметров заставляет клетки делать то, чего они обычно не делают. Что-то совершенно немыслимое.
В 2007 году при изучении одного конкретного калиевого канала в клетках головастика Адамс, Левин и их студентка Шерри Оу непреднамеренно изменили его биоэлектрические свойства, заставив произвести две идентичные правые лапы в дополнение к обычной конечности[331]. Это произошло случайно, но можно ли было намеренно воспроизвести такой эффект? Оу предположила, что “для каждой структуры тела существует специфический диапазон мембранных потенциалов”, направляющий формирование этой структуры[332]. В 2011 году они проверили эту гипотезу, изменяя мембранный потенциал фрагмента ткани развивающегося желудочно-кишечного тракта лягушки, имитируя такое же гиперполяризованное состояние, которое Адамс зафиксировала у “призрака лягушки” перед формированием реальных глаз. И это сработало. На животе лягушки появился глаз. Они проделали то же самое в области хвоста. Появился еще один глаз. “За счет изменения мембранного потенциала вы можете создать глаз почти в любом месте в теле лягушки, – рассказывает Адамс. – Это как пометка на карте”.
Если можно вырастить глаз в любом месте на теле лягушке, что можно сделать с человеком?
Делай как саламандра, и восстановишься
Мы привыкли считать, что способностью к регенерации обладают лишь некоторые животные: гидры, саламандры, крабы, но ничего близкого к млекопитающим. Но систематические исследования, проведенные в XX веке, показали, что явление регенерации чрезвычайно широко распространено в царстве животных.
По-видимому, у некоторых животных теоретически вообще нет никаких ограничений в возможностях восстановления: гидру – крохотного обитателя пресных вод – можно разрезать буквально на лоскуты, и из этих клочков вновь появится полностью функциональное животное. То же самое справедливо и для пресноводного плоского червя планарии, которого я упоминала выше.
На самом деле это их способ воспроизводства – они просто разрываются пополам (да уж, у нас другие проблемы)[333]. Если бы у нас была такая возможность, мы бы бросали кусок пальца в морскую воду, а через неделю вырастала бы наша новая копия. Вы можете увидеть это сами: разделите гидру на две части, и на хвостовой части вырастет новая голова, а у головы появится новый хвост.
Морские звезды сочетают в себе способности гидр и планарий. Они не только могут выращивать новое тело из поврежденного луча: некоторые виды умеют полностью создавать с нуля центральную нервную систему. Они разделяются пополам, чтобы создать семью[334], и используют свою отрубленную конечность в качестве оружия.
Саламандры тоже восстанавливают многие ткани и органы, включая конечности, хвосты, челюсти, спинной мозг и сердце. Украшенный оборками розовый аксолотль способен заживлять любую часть тела, включая головной мозг, причем без шрамов. У лягушек на стадии головастика полностью восстанавливаются конечности и хвосты (и даже глаза), но после метаморфоза лягушка теряет эту способность.
Отчасти это справедливо и для человека – по крайней мере пока он находится в утробе матери. Перефразируя выражение, которое часто приписывают Аврааму Линкольну, скажем, что мы способны какое-то время регенерировать все наши ткани, а некоторые ткани – все время, но мы не можем все время регенерировать все наши ткани[335]. Наша регенеративная способность следует строгой схеме, зависящей от возраста и части тела.
По способности регенерации зигота эквивалентна планариям. Ее можно разделить на две части, и две клетки будут продолжать развиваться, превращаясь в идентичных близнецов[336]. Эта способность очень быстро исчезает, но зародыш, тем не менее, обладает удивительными регенеративными возможностями. Большинство повреждений зародыша зарастают, не оставляя шрамов, – это выяснилось в конце 1980-х годов, когда фетальная хирургия стала рутинной практикой[337]. Но после рождения такая сверхъестественная способность быстро исчезает. За одним исключением. Примерно до семилетнего или одиннадцатилетнего возраста (по понятным причинам точнее сказать невозможно), если человек теряет кончик пальца, с большой вероятностью он сможет его полностью восстановить.
Данное явление не очень хорошо задокументировано, и не по причине невозможности отрубать мизинцы, как вы могли бы подумать. Профессор университета в Лас-Вегасе Ай-Сун Цэнь, которая руководит лабораторией, занимающейся исследованиями регенерации, вспоминает, как однажды рассказывала студентам о своей работе. Один из студентов буквально загорелся: “Да! Посмотрите на мои пальцы!” “Он рос на Филиппинах, и в какой-то момент ему отрубили все пальцы выше сустава”, – рассказала Шенг. Когда это случилось, ему еще не было одиннадцати, и все пальцы отросли заново. Но возраст мальчика был не единственным фактором. Его семья была слишком бедной, чтобы оплатить услуги врача, так что рану просто забинтовали и держали в сухости и чистоте, и в конечном итоге четыре пальца прекрасно выросли, включая ногти. Когда через десяток лет Цэнь осматривала его пальцы, их нельзя было отличить от тех, которые не пострадали. На конференции несколькими годами позднее она пересказала эту историю коллегам, один из которых был детским хирургом. И он заметил, что в подобной ситуации большинство родителей предпочитают не полагаться на эту регенеративную способность. “Они не хотят оставлять рану открытой и переживают, что в нее может попасть инфекция”. Поэтому они просят хирурга зашить оставшуюся кожу, что защитит рану фиброзной рубцовой тканью, которая перекроет всякую возможность самостоятельной регенерации. “Все наши