Biologen hebben delen van tientallen verschillende ribkwallen met elkaar laten versmelten. Hieruit ontstonden vreemde, nieuwe dieren die niet leken op iets wat al in de natuur voorkomt.
Wetenschappers zijn dichterbij het creëren van Frankensteins monster gekomen dan ooit tevoren. Ze lieten levende stukken van tientallen ribkwallen fuseren en maakten zo nieuwe levensvormen. Sommige van deze creaties overleefden meer dan een week.
Biologisch vliegtuig
Neurowetenschappers Leonid Moroz en Tigran Norekian van de Universiteit van Florida voerden het onderzoek uit. Deze dieren die ze maakten, zijn meer dan een paar aan elkaar geplakte stukjes kwal, zegt Moroz. Het zenuwstelsel van de kwallen versmolt ook, waardoor er samengestelde individuen ontstonden die de onderzoekers ‘neurobots’ noemen. ‘We konden bewijs leveren voor de fusie van het zenuwstelsel’, zegt Moroz. Het tweetal plaatste hun onderzoek op BioRxiv, een online platform waar wetenschappelijk onderzoek verschijnt nog voordat het door onafhankelijke experts getoetst is.
‘Bij mannen ruikt het meer naar kaas, bij vrouwen naar ui’: verrassende verhalen over microben
Ze zitten op je neus, op je bord, in je darmen, onder je voeten. Te klein om met het blote oog te zien, met oneindig veel en ...
Volgens Moroz biedt zo’n soort experiment ‘ongeëvenaarde’ mogelijkheden voor de synthetische biologie, het vakgebied dat nieuwe biologische systemen in elkaar knutselt. Het ultieme doel van de onderzoekers is om ons begrip van de biologie zodanig te verbeteren dat we zelf weefsels en organen kunnen groeien voor de behandeling van ziektes.
‘Wanneer je een goede ingenieur bent, kun je uiteindelijk een brug of vliegtuig bouwen’, zegt Moroz. ‘In de biologie en geneeskunde staan we nog ver van zoiets af. Biologie is een stuk ingewikkelder.’
Moroz werd geïnspireerd door een recent onderzoek van bioloog Kei Jokura, die bij het Instituut voor Basisbiologie in Japan werkt. Toen Jokura onderzoek deed naar de Mnemiopsis leidyi, de Amerikaanse langlob-ribkwal, ontdekte hij een vreemd dier dat leek te bestaan uit twee individuen die waren samengesmolten. Vervolgonderzoek liet zien dat wanneer twee gewonde individuen van deze soort bij elkaar werden gezet, ze negen van de tien keer fuseerden.
Hoofdtransplantatie
Met hun onderzoek, waarbij ze bewust verschillende onderdelen van meerdere individuele ribkwallen aan elkaar koppelden, zijn Moroz en Norekian een stuk verder gegaan. Ze hebben bijvoorbeeld een deel van een ribkwal dat zijn primitieve brein bevatte vervangen door datzelfde deel van een andere ribkwal – het ribkwalequivalent van een hoofdtransplantatie. ‘Vrijwel alle mogelijke combinaties resulteerden in [bewegende] dieren’, aldus Moroz.
Door een kleurstof te gebruiken die aan een bepaald gedeelte van neuronen bindt, kon het tweetal bevestigen dat tussen de zenuwcellen van de verschillende individuen verbindingen tot stand kwamen. Hierdoor werden de neurale netwerken aan elkaar gekoppeld.
De onderzoekers combineerden ook delen van meer dan twee kwallen. Volgens Moroz hebben ze inmiddels een dier gecreëerd dat bestaat uit onderdelen van tientallen kwallen.
Moroz en Norekian toonden bovendien aan dat zo’n fusie bij in ieder geval twee andere soorten ribkwallen werkt, Bolinopsis microptera en Pleurobrachia bachei. Momenteel proberen ze een deel van de ene soort te laten versmelten met een deel van de andere soort, maar ze willen hun resultaten hiervan nog niet delen.
Immuunaanval
Bij andere dieren kunnen lichaamsdelen normaal gesproken niet fuseren, omdat hun immuunsysteem de niet-lichaamseigen cellen dan aanvalt. Daarom moet bij een patiënt die een orgaantransplantatie krijgt het immuunsysteem vaak ook onderdrukt worden. Maar ribkwallen scheidden zich al heel vroeg in de evolutie af van andere dieren. Het lijkt erop dat hun immuunsystemen nooit de vaardigheid hebben ontwikkeld om hun eigen cellen van die van andere te onderscheiden.
‘Ik vind het fantastisch om te horen dat ons werk onderzoekers heeft geïnspireerd om vervolgonderzoek te doen,’ zegt Jokura. ‘Ik ben vooral heel benieuwd naar de pogingen van Moroz om verschillende soorten met elkaar te versmelten. Ik ben ook enthousiast over de mogelijkheden om meerdere individuen te fuseren.’
Volgens Jokura worden bij veel onderzoeken vooral onderdelen uit dieren weggehaald: genen worden buiten werking gesteld of verwijderd om te kijken wat er gebeurt. Bij dit onderzoek wordt er juist iets toegevoegd om te kijken hoe zo’n dier dan werkt. Jokura: ‘Fusie-experimenten kunnen ons een nieuwe lens bieden waarmee we fysiologische fenomenen bestuderen. Deze zouden inderdaad kunnen leiden tot innovatieve methodes in de synthetische biologie.’
