Як би вам сподобалося, якби ви могли підзаряджатися, просто сидячи на сонці? Здатність використовувати сонячне світло для перетворення вуглекислого газу (CO2) і води на кисень та енергію традиційно є виключною прерогативою рослин і водоростей. Однак зараз дослідники з Японії успішно створили фотосинтезуючі клітини тварин.
Біологи взяли хлоропласти – клітинні компоненти, що відповідають за фотосинтез – з червоних водоростей і ввели їх у клітини хом’яків. В результаті клітини тварин отримали здатність фотосинтезувати світло. Це досягнення, докладно описане в дослідженні, опублікованому 31 жовтня в журналі Proceedings of the Japan Academy, кидає виклик припущенню, що поєднання хлоропластів з клітинами тварин неможливе.
“Наскільки нам відомо, це перше повідомлення про виявлення фотосинтетичного транспорту електронів у хлоропластах, імплантованих у клітини тварин”, – сказав Сачіхіро Мацунага (Sachihiro Matsunaga) з Токійського університету, який є співавтором статті, в заяві Токійського університету. Фотосинтетичний транспорт електронів – це стадія фотосинтезу, яка виробляє енергію для рослини або водорості.
“Ми думали, що хлоропласти будуть перетравлюватися клітинами тварин протягом декількох годин після введення, – додав він. “Однак ми виявили, що вони продовжували функціонувати до двох днів, і що відбувалося перенесення електронів фотосинтетичної активності”.
Дослідники підтвердили це, проаналізувавши хлоропласти в клітинах хом’яків за допомогою декількох методів візуалізації, а також застосували метод, який використовує імпульси світла, щоб встановити, що фотосинтетичний транспорт електронів дійсно відбувався. “Ми припустили, що хлоропласти, вбудовані в клітини тварин, можуть залишатися стабільними і безперервно виробляти енергію незалежно від умов навколишнього середовища”, – пишуть вони в дослідженні.
Хоча ідея тварин на сонячних батареях інтригує, насправді це не є метою; бачення команди щодо майбутнього застосування цієї технології є більш практичним. Вони припускають, що “планімали”, як вони їх називають, можуть бути включені в інженерію штучних тканин. Вирощені в лабораторії тканини іноді не можуть рости через нестачу кисню, і цю проблему можна вирішити, ввівши фотосинтезуючі клітини тварин.
“Вирощені в лабораторії тканини, такі як штучні органи, штучне м’ясо та шматки шкіри, складаються з декількох шарів клітин. Однак існує проблема, що вони не можуть збільшуватися в розмірі через гіпоксію (низький рівень кисню) всередині тканини, яка перешкоджає поділу клітин, – пояснює Мацунага. “Змішуючи клітини з імплантованими хлоропластами, кисень може надходити до клітин через фотосинтез, за допомогою світлового опромінення, тим самим покращуючи умови всередині тканини, що сприятиме їх росту”.
Дослідники відзначили, що клітини хом’яків з хлоропластами також мали вищу швидкість росту, що вказує на те, що хлоропласт передавав клітинам тварин джерело вуглецю (паливо) на додаток до кисню.
Команда планує продовжити свої революційні дослідження цих “примітивних” клітин. Хто знає, можливо, в майбутньому ваші кімнатні рослини будуть не єдиними, хто буде вбирати сонячні промені для підживлення.
