Biolodzy Stworzyli Komórki Chomika Zasilane Energią Słoneczną
Naukowcy stworzyli fotosyntetyczne komórki zwierzęce – rewolucyjny krok w biologii
Czy kiedykolwiek marzyłeś o tym, aby móc naładować się energią, po prostu siedząc na słońcu? Taka zdolność, jaką mają rośliny i algi, do przekształcania dwutlenku węgla (CO₂) i wody w tlen oraz energię, jest od zawsze ich domeną. Jednak najnowsze odkrycie naukowców z Japonii zaskakuje i otwiera zupełnie nowe drzwi w biologii. Badacze stworzyli bowiem fotosyntetyczne komórki zwierzęce.
Nowatorski eksperyment z komórkami chomika
Biolodzy z Uniwersytetu w Tokio przeprowadzili niezwykle odważny eksperyment, polegający na wprowadzeniu chloroplastów (organelli odpowiedzialnych za fotosyntezę u roślin) do komórek chomika. Chloroplasty zostały pobrane z czerwonych alg, a ich implantacja w komórki zwierzęce doprowadziła do tego, że te ostatnie zyskały zdolność do fotosyntezy. To przełomowe odkrycie, szczegółowo opisane w badaniu opublikowanym 31 października w czasopiśmie „Proceedings of the Japan Academy”, kwestionuje dotychczasowe założenia, że takie połączenie jest niemożliwe.
Jak tłumaczy Sachihiro Matsunaga, współautor badania z Uniwersytetu w Tokio, „to pierwszy raz, kiedy zaobserwowano transport elektronów fotosyntetycznych w chloroplastach wszczepionych do komórek zwierzęcia”. Transport elektronów to kluczowy etap fotosyntezy, który umożliwia roślinom i algom produkcję energii.
Chloroplasty w komórkach zwierzęcych – zaskakujące wyniki
Naukowcy początkowo zakładali, że chloroplasty zostaną szybko strawione przez komórki zwierzęcia, zaledwie kilka godzin po ich implantacji. Jak się jednak okazało, chloroplasty funkcjonowały przez aż dwa dni, a aktywność fotosyntetyczna była nadal obecna. Aby to potwierdzić, badacze wykorzystali różnorodne techniki obrazowania oraz przeprowadzili eksperymenty z impulsami świetlnymi, aby jednoznacznie wykazać, że transport elektronów fotosyntetycznych faktycznie zachodził wewnątrz komórek chomika.
Co więcej, naukowcy spekulują, że chloroplasty mogą pozostać stabilne w komórkach zwierzęcych na dłużej i w ten sposób stale produkować energię, niezależnie od warunków środowiskowych. To odkrycie budzi ogromne nadzieje na przyszłe zastosowania technologii w naukach biologicznych i medycynie.
Fotosyntetyczne komórki w medycynie – przyszłość sztucznych tkanek?
Choć wizja zwierząt zasilanych energią słoneczną brzmi futurystycznie, nie jest to głównym celem badaczy. Ich ambicje są o wiele bardziej przyziemne, choć równie ekscytujące. Zespół naukowców sugeruje, że „planimals”, czyli zwierzęta z fotosyntetycznymi komórkami, mogą znaleźć zastosowanie w inżynierii sztucznych tkanek. W laboratoriach często pojawiają się problemy z hodowlą sztucznych tkanek, takich jak organy, mięso czy arkusze skóry, z powodu niedoboru tlenu w głębszych warstwach komórek, co uniemożliwia ich wzrost. Fotosyntetyczne komórki zwierzęce mogłyby dostarczać tlen bezpośrednio do tkanek za pomocą procesu fotosyntezy, co poprawiłoby warunki wzrostu i podziału komórek.
„Tkaniny stworzone w laboratorium, takie jak sztuczne organy, sztuczne mięso czy skóry, składają się z wielu warstw komórek. Problemem jest jednak to, że nie mogą one zwiększać swojego rozmiaru, ze względu na niedotlenienie wewnątrz tkanek, co hamuje podział komórek. Wprowadzenie komórek z zaimplantowanymi chloroplastami mogłoby dostarczać tlen poprzez fotosyntezę przy użyciu światła, poprawiając tym samym warunki wewnątrz tkaniny i umożliwiając jej wzrost” – wyjaśnia Matsunaga.
Wyższy tempo wzrostu i nowe źródła energii dla komórek
Kolejnym interesującym aspektem odkrycia jest to, że komórki chomika z chloroplastami wykazywały większe tempo wzrostu niż komórki bez tych organelli. Naukowcy przypuszczają, że chloroplasty nie tylko dostarczały tlen, ale także przekazywały komórkom zwierzęcia źródło węgla, które mogło służyć jako paliwo energetyczne.
Zespół badaczy zamierza kontynuować swoje przełomowe badania nad „planimalnymi” komórkami. Kto wie, może w przyszłości nie tylko rośliny w Twoim domu będą korzystać ze słońca jako źródła energii, ale także inne organizmy!
