Хибридните растително-животински клетки произвеждат захранвани от слънчева енергия тъкани
Учени от Япония създадоха хибридни растително-животински клетки. По същество те са животински клетки, които могат да получават енергия от слънчева светлина като растенията. Пробивът може да има големи ползи за отглеждането на органи и тъкани за трансплантация или лабораторно отглеждано месо.
Структура на клетките
Животинските и растителните клетки имат различни структури за производство на енергия. За животните това са митохондриите, които преобразуват химическата енергия от храната във форма, която нашите клетки могат да използват. Растенията и водораслите използват хлоропласти, които извършват фотосинтеза, за да генерират енергия от слънчевата светлина, с която захранват своите клетки.
В ново проучване, ръководено от Токийския университет, екип от учени вмъква хлоропласти в животински клетки и открива, че те продължават да изпълняват фотосинтетични функции поне два дни. Хлоропластите са получени от червени водорасли, докато животинските клетки са култивирани от хамстери.
Предишни изследвания са постигнали успех при трансплантирането на хлоропласти в дрожди. Това им дава нова способност, а именно фотосинтеза. Процесът при животни е следващото ниво.
Клетки от хамстер
Екипът култивира клетки от хамстер и изолира хлоропласти заедно за два дни. След това проверява дали животинските клетки са ги поели, като се търсят признаци на хлорофил. Това съединение играе ключова роля в хлоропластите, но обикновено не трябва да присъства в животински клетки. Наличието му е добър индикатор, че методът е проработил. Той флуоресцира при определени дължини на вълната на светлина.
Когато екипът осветява клетките със специфичен тип лазерна светлина, бързо се установява наличието на хлорофил вътре в клетките на хамстера. Използвайки друга техника, наречена флуорометрия с амплитудна модулация на импулса, учените потвърдиха, че хлоропластите все още извършват фотосинтеза.
Това е първото откриване на фотосинтетичен електронен транспорт в хлоропласти, имплантирани в животински клетки. Първоначално се е смятало, че хлоропластите ще бъдат усвоени от животинските клетки в рамките на часове след въвеждането им. Това, което откриват е продължаване на функционирането до два дни. Недвусмислен знак, че е настъпил електронен транспорт на фотосинтетична активност.
Наблюдението
Екипът забеляза, че клетките на хамстера растат по-бързо от обикновено, докато се култивират заедно с хлоропласти. Това предполага, че те осигуряват нов източник на въглерод и намеква за нова потенциална употреба на тези хибридни клетки.
Новите разработки могат да бъдат полезни за инженерството на клетъчната тъкан. Лабораторно отглежданите изкуствени органи, месо и листове кожа, са направени от множество слоеве клетки. Има обаче проблем. Те не могат да увеличат размера си поради хипоксия (ниски нива на кислород) вътре в тъканта. Това предотвратява деленето на клетките. Чрез смесване в клетки, имплантирани с хлоропласт, кислородът може да бъде доставен чрез фотосинтеза, при светлинно облъчване. По този начин се подобряват условията вътре в тъканта, за да се даде възможност за растеж.
