Biotech-стартап Colossal показал искусственное яйцо, в котором цыплята проходят почти весь цикл развития без обычной скорлупы и затем вылупляются без видимых отклонений. Для IT-аудитории тут интерес не только в эффектной вывеске про возвращение вымерших видов: компания, похоже, собрала рабочий исследовательский инструмент там, где академическая биология годами упиралась в хрупкую механику эмбриона.
О разработке сообщает Ars Technica. Суть решения в том, что содержимое обычного куриного яйца переносят в специально спроектированный контейнер через день-два после откладывания, когда эмбрион еще выглядит как небольшое пятно клеток на поверхности желтка. Контейнер печатают на 3D-принтере, а изнутри он покрыт мембраной, через которую проходит кислород. За счет этого эмбрион можно выращивать в нормальной атмосфере, без среды с повышенным содержанием кислорода, которая в прошлых экспериментах повышала риск клеточных повреждений. По словам сооснователя Colossal Бена Ламма, дополнительно системе нужен только кальций, потому что в обычных условиях зародыш берет часть этого материала из внутренней поверхности скорлупы.
Если убрать красивую оболочку про «воскрешение» видов, техническая задача здесь вполне приземленная и от этого еще интереснее. Эмбрион птицы развивается не просто внутри яйца, а внутри набора мембран, натяжение которых критично для нормального формирования тканей. Стоит желтку подтечь или просесть, и вся конструкция превращается в биологическую аварию: ткани деформируются, кровеносная система не формируется как надо, наблюдать уже нечего. Colossal утверждает, что подобрала геометрию контейнера так, чтобы сохранить нужное натяжение мембран. Плюс компания решила вторую старую проблему: кровеносная система эмбриона глубоко уходит в желток, и при неудачной пересадке развитие быстро срывается. В описанном варианте этого не произошло, а нормальные цыплята в итоге смогли выйти из такой системы самостоятельно.
Для исследователей развития позвоночных это может быть даже важнее, чем для маркетинга де-экстинкции. Классическая работа с куриными эмбрионами давно полезна именно потому, что эмбрион находится вне тела матери: можно аккуратно открыть скорлупу, удалить ткань, добавить сигнальные молекулы, внедрить ДНК и посмотреть, как это повлияет на развитие. Но у такого подхода всегда был неприятный потолок: биолог получает по сути две точки наблюдения, «до» и «после». Дальше остается повторять эксперимент на новых эмбрионах и собирать динамику по кускам. А эмбриональное развитие - это не статичная картинка, а постоянное движение клеток, перестройка тканей и смена формы органов. Нервная трубка, например, формируется из плоской пластинки ткани, затем сворачивается, а клетки будущих нейронов мигрируют в новые позиции. Если система Colossal действительно позволяет долго и стабильно держать эмбрион в рабочем состоянии под камерой, это уже похоже не на очередной пресс-релиз стартапа, а на инфраструктуру для нормальной таймлапс-биологии.
Сама компания, впрочем, решает более амбициозную и куда менее линейную задачу. Искусственное яйцо нужно ей как промежуточный шаг для проектов по де-экстинкции птиц, прежде всего додо и моа. Здесь начинается инженерия, где красивый слайд легко заканчивается неприятной физикой. Обе птицы были значительно крупнее своих ближайших современных родственников, а моа вообще выбивается из размеров всех ныне живущих птиц. Это значит, что просто взять существующее яйцо и подсадить туда эмбрион вымершего вида не получится: ему банально не хватит пространства и ресурсов. Следующий шаг для Colossal - научиться подкармливать такую систему в процессе развития, добавляя питательные вещества в желток или обменивая часть содержимого без разрушения мембран. Задача не декоративная: если просто закачать внутрь больше материала заранее, оболочки могут не выдержать.
Есть и еще один барьер, который звучит не так эффектно, как «вернуть додо», но на практике может оказаться важнее любого пресс-релиза. Развитие эмбриона у птиц начинается еще внутри тела матери. Значит, Colossal придется либо научиться воспроизводить самый ранний этап развития вне яйца, а затем переносить эмбрион в искусственную систему, либо решать обратную задачу - как оплодотворять и запускать развитие после переноса содержимого яйца в контейнер. Это уже не вопрос одной удачной конструкции, а целого набора процедур на стыке эмбриологии, репродуктивной биотехнологии и материаловедения. Именно здесь хорошо видно различие между эффектным демо и полноценной технологической платформой: первое можно показать инвесторам, второе должно пережить сотни повторений и чужие лаборатории.
Для рынка и научного сообщества в этой истории важна еще одна деталь. Ламм заявил, что Colossal готова отдавать систему исследовательским лабораториям бесплатно, если те захотят использовать ее для науки, а не для фирменной де-экстинкции. Если обещание не растворится в пиаре, стартап может неожиданно занять роль поставщика инструмента для фундаментальной биологии, а не только продавца громких сюжетов про мамонтов и додо. И вот это уже серьезнее, чем звучит: иногда технологическая компания заходит в отрасль через большой нарратив, а потом оказывается полезной там, где у академии годами не хватало не денег, а нормально собранного железа и воспроизводимого протокола. Проверить, что из этого в итоге получится - новая платформа для исследований или просто удачный эпизод в длинной истории про де-экстинкцию, можно в исходном материале .