Hybridné bunky rastlín a zvierat vytvárajú solárne poháňané tkanivá
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 5. 11. 2024
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Japonskí vedci vytvorili hybridné rastlinno-živočíšne bunky, čím v podstate vytvorili živočíšne bunky, ktoré môžu získavať energiu zo slnečného svetla ako rastliny. Tento prelomový objav by mohol mať veľký prínos pri kultivovaní orgánov a tkanív na transplantáciu alebo mäsa kultivovaného v laboratóriu.
Živočíšne a rastlinné bunky majú vo vnútri odlišné štruktúry produkujúce energiu. V prípade živočíchov sú to mitochondrie, ktoré premieňajú chemickú energiu z potravy na formu, ktorú môžu naše bunky využiť. Rastliny a riasy medzitým používajú chloroplasty, ktoré vykonávajú fotosyntézu na výrobu energie zo slnečného svetla na napájanie svojich buniek.
V novej štúdii vedenej Tokijskou univerzitou tím vložil chloroplasty do živočíšnych buniek a zistil, že pokračovali vo vykonávaní fotosyntetických funkcií najmenej dva dni. Chloroplasty pochádzali z červených rias, zatiaľ čo živočíšne bunky boli kultivované zo škrečkov.
V predchádzajúcich štúdiách sa zistil úspech pri transplantácii chloroplastov do kvasiniek, ktoré im poskytli novú schopnosť fotosyntézy. Ale to sú huby. Robiť to v živočíchoch je ďalšia úroveň.
Tím v podstate kultivoval bunky škrečka a izolované chloroplasty spoločne dva dni, potom skontroloval, či ich živočíšne bunky prijali, hľadajúc známky chlorofylu. Táto zlúčenina plní kľúčovú úlohu v chloroplastoch, ale za normálnych okolností by nemala byť prítomná v živočíšnych bunkách, takže jej prítomnosť je dobrým ukazovateľom, že metóda fungovala. Príhodné je, že prirodzene fluoreskuje pri určitých vlnových dĺžkach svetla.
Keď tím zasvietil na bunky špecifickým typom laserového svetla, rýchlo uvidel chlorofyl, a tým aj chloroplasty, vo vnútri buniek škrečka. Pomocou ďalšej techniky nazývanej ako fluorometria s pulznou amplitúdovou moduláciou vedci potvrdili, že chloroplasty stále vykonávajú fotosyntézu.
„Pokiaľ vieme, ide o prvú zaznamenanú detekciu fotosyntetického prenosu elektrónov v chloroplastoch implantovaných do živočíšnych buniek,“ povedal profesor Sachihiro Matsunaga, zodpovedajúci autor štúdie. „Mysleli sme si, že chloroplasty budú živočíšnymi bunkami strávené v priebehu niekoľkých hodín po ich zavedení. Zistili sme však, že pokračovali vo svojej funkcii až dva dni a že dochádzalo k prenosu elektrónov pri fotosyntetickej činnosti.“
Zaujímavé je, že tím si tiež všimol, že bunky škrečkov rástli rýchlejšie ako zvyčajne, keď boli kultivované spolu s chloroplastmi. To naznačuje, že poskytujú nový zdroj uhlíka, a mohlo by to naznačiť nové potenciálne využitie týchto hybridných buniek.
„Veríme, že táto práca bude užitočná pre bunkové tkanivové inžinierstvo,“ povedal Matsunaga. „Laboratórne kultivované tkanivá, ako sú umelé orgány, umelé mäso a kožné pláty, sa skladajú z viacerých vrstiev buniek. Existuje však problém, že sa nemôžu zväčšovať kvôli hypoxii (nízkej hladine kyslíka) vo vnútri tkaniva, ktorá bráni deleniu buniek. Primiešaním buniek s implantovanými chloroplastmi by sa mohol do buniek dodávať kyslík prostredníctvom fotosyntézy, ožarovaním svetlom, čím by sa zlepšili podmienky vo vnútri tkaniva a umožnil by sa rast.“
Výskum bol nedávno uverejnený v magazíne Proceedings of the Japan Academy, Series B.
