Ваши клетки могут «слышать»: раскрываем связь между жизнью и звуком

Когда вы находитесь рядом с взлетающим самолётом или рядом с динамиками на концерте, вы испытываете ощущение, что звук настолько мощный, что вы чувствуете его всем своим существом. Когда это происходит, его воспринимают не только ваш мозг и уши, но и ваши клетки.

С технической точки зрения, звук — это простое явление, состоящее из механических волн сжатия, распространяющихся в веществах, которые повсеместно существуют в неравновесном материальном мире. Звук также является жизненно важным источником информации об окружающей среде для живых существ, а его способность вызывать физиологические реакции на клеточном уровне только начинает изучаться.

Опираясь на предыдущую работу, проведённую в 2018 году, группа исследователей из Киотского университета вдохновилась исследованиями в области механобиологии и звука, распространяющегося в теле, — звуковой среды в тканях тела, — которые указывают на то, что акустического давления, передаваемого звуком, может быть достаточно для запуска клеточных реакций.

«Чтобы исследовать влияние звука на жизнедеятельность клеток, мы разработали систему, которая погружает культивируемые клетки в акустические волны», — говорит автор исследования Масахиро Кумета.

Результаты были опубликованы в Communications Biology.

Сначала команда прикрепила вибропреобразователь вверх ногами к полке. Затем с помощью цифрового аудиоплеера, подключённого к усилителю, они посылали звуковые сигналы через вибропреобразователь на мембрану, прикреплённую к чашке Петри. Это позволило исследователям воздействовать на культивируемые клетки акустическим давлением в диапазоне физиологического звука.

После этого эксперимента исследователи проанализировали влияние звука на клетки с помощью секвенирования РНК, микроскопии и других методов. Их результаты показали, что клетки реагируют на акустическую стимуляцию в слышимом диапазоне.

В частности, команда исследователей заметила значительное влияние звука на подавление дифференцировки адипоцитов — процесса, при котором преадипоциты превращаются в жировые клетки. Это открывает возможность использования акустики для контроля состояния клеток и тканей.

«Поскольку звук не материален, акустическая стимуляция — это неинвазивный, безопасный и мгновенный инструмент, который, вероятно, принесёт пользу медицине и здравоохранению», — говорит Кумета.

Исследовательская группа также выявила около 190 генов, чувствительных к звуку, отметила влияние звука на активность клеточной адгезии и наблюдала за субклеточным механизмом передачи звуковых сигналов.

Помимо предоставления убедительных доказательств восприятия звука на клеточном уровне, это исследование также бросает вызов традиционной концепции восприятия звука живыми существами, согласно которой оно опосредуется рецепторными органами, такими как мозг. Оказывается, ваши клетки тоже реагируют на звуки.

Источник: Phys.org