來自《自然》雜誌
生物工程師利用矽膠和大鼠心臟的肌肉細胞製造出了一種人造水母。這種合成生物，被稱為擬態水母，看起來像一朵有八片花瓣的花。當置於電場中時，它會像活體水母一樣脈動和游泳。
“從形態學上講，我們製造了一個水母。從功能上講，我們製造了一個水母。從基因上講，這東西是一隻大鼠，”哈佛大學劍橋分校的生物物理學家基特·帕克說，他領導了這項工作。該專案於今日在《自然生物技術》雜誌上進行了描述。
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帕克實驗室致力於建立人類心臟組織的人工模型，用於器官再生和藥物測試，該團隊構建擬態水母是為了理解“肌肉泵的基本規律”。這是一種工程師研究基礎科學的方法：透過用正確的原理構建某些東西來證明您已經找到了正確的原理。
2007年，帕克在尋找研究肌肉泵的新方法時，參觀了馬薩諸塞州波士頓的新英格蘭水族館。“我看到了水母展示，它像一道閃電擊中了我，”他說。“我想：我知道我可以建造那個。”為了做到這一點，他招募了約翰·達比裡，一位在加州理工學院（Caltech）帕薩迪納分校研究生物推進的生物工程師。“我抓住他，說，‘約翰，我想我可以建造一個水母。’ 他不認識我是誰，但我非常興奮，揮舞著手臂，我想他是不敢說不。”
在加州理工學院攻讀研究生的詹娜·納沃斯完成了大部分實驗，她首先繪製了幼年海月水母（Aurelia aurita）體內每個細胞的分佈圖，以瞭解它們是如何游泳的。海月水母的鐘狀體由單層肌肉組成，纖維緊密地排列在一箇中心環周圍，並沿著八條輻條分佈。
為了使鍾狀體向下跳動，電訊號以平滑波的形式在肌肉中傳播，“就像您在水中扔一塊鵝卵石一樣，”帕克說。“這與您在心臟中看到的情況完全一樣。我敢肯定，要獲得肌肉泵，電活動必須以波陣面的形式傳播。”
形式與功能
納沃斯透過在聚二甲基矽氧烷的圖案化薄片上生長單層大鼠心肌，建立了一個具有相同屬性的結構。當在結構上施加電場時，肌肉迅速收縮，壓縮擬態水母，模擬水母的動力衝程。然後，彈性矽膠將擬態水母拉回其原始的扁平形狀，為下一次衝程做好準備。
當放置在水中的兩個電極之間時，擬態水母像真水母一樣遊動。它甚至產生了與將食物顆粒衝入水母口中的水流相似的水流。“我們認為如果我們真的擅長這個，我們將重現那個渦流，而我們做到了，”帕克說。“我們拆開了一隻老鼠，然後把它重建成了水母。”
“我認為這太棒了，”馬薩諸塞州總醫院的組織工程師約瑟夫·瓦坎蒂說。“這是工程化活體和非活體元件嵌合系統的有力證明。”
帕克說，他的團隊正在將合成生物學提升到一個新的水平。“通常當我們談論合成生命形式時，有人會取一個活細胞並放入新的基因。我們建造了一個動物。這不僅關乎基因，還關乎形態和功能。”
該團隊現在計劃使用人類心臟細胞構建擬態水母。研究人員已為使用他們的設計或類似設計作為藥物測試平臺申請了專利。“你有心臟藥物嗎？”帕克說。“你讓我把藥物放在我的水母上，我會告訴你它是否可以改善泵送功能。”
他們還希望逆向工程其他海洋生物，帕克說。“我們那裡有一個裝滿東西的水箱，並且訂購了一隻章魚。”