Οι ερευνητές λένε ότι έχουν καλλιεργήσει με επιτυχία ζωικά κύτταρα που αντλούν ενέργεια μέσω της φωτοσύνθεσης. Προηγουμένως θεωρούνταν αδύνατο, οι ειδικοί πέτυχαν το πρώτο στο είδος του επίτευγμα χάρη σε δύο κύρια συστατικά: τα κόκκινα φύκια και τα κύτταρα χάμστερ.
Τα φυτά χρησιμοποιούν τη φωτοσύνθεση για να αντλήσουν μεγάλο μέρος της ενέργειάς τους μέσω κυττάρων γεμάτα με χλωροφύλλη – που ονομάζονται χλωροπλάστες – που μετατρέπουν το ηλιακό φως σε δύναμη που διατηρεί τη ζωή. Τα ζώα, από την άλλη πλευρά, δεν είναι φυσικά ικανά να παράγουν χλωροπλάστες. Οι περισσότεροι ειδικοί συμφώνησαν ότι δεν ήταν δυνατό να κατασκευαστούν βιομηχανικά υβριδικά κύτταρα για να επιτρέψουν στα πλάσματα να λαμβάνουν ενέργεια ή θρεπτικά συστατικά (εκτός από τη βιταμίνη D) από τον ήλιο. Σύμφωνα με μια μελέτη από ομάδα του Πανεπιστημίου του Τόκιο που δημοσιεύτηκε στο Πρακτικά της Ιαπωνικής ΑκαδημίαςΩστόσο, ένα μέλλον γεμάτο με «επίπεδα» κύτταρα ικανά για φωτοσύνθεση μπορεί να γίνει πραγματικότητα.
«Σκεφτήκαμε ότι οι χλωροπλάστες θα πέπτονταν από τα ζωικά κύτταρα μέσα σε λίγες ώρες μετά την εισαγωγή τους», δήλωσε ο συγγραφέας Sachihiro Matsunaga. είπε σε δήλωση τον περασμένο μήνα. «Ωστόσο, αυτό που βρήκαμε ήταν ότι συνέχισαν να λειτουργούν για έως και δύο ημέρες και ότι έλαβε χώρα η μεταφορά ηλεκτρονίων της φωτοσυνθετικής δραστηριότητας».
Η ομάδα του Matsunaga συνέλεξε αρχικά χλωροπλάστες από κόκκινα φύκια και τους εισήγαγε σε καλλιέργειες κυττάρων που προέρχονται από χάμστερ. Στη συνέχεια παρακολούθησαν την υγεία και την ανάπτυξη των κυτταρικών δομών χρησιμοποιώντας πολλαπλές μεθόδους απεικόνισης όπως ηλεκτρονιακή, ομοεστιακή και μικροσκοπία υπερανάλυσης. Εν τω μεταξύ, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν μια στρατηγική που περιελάμβανε εκρήξεις φωτός που ονομάζεται φθοριομετρία διαμόρφωσης πλάτους παλμού για να τεκμηριώσουν και να μετρήσουν τη μεταφορά ηλεκτρονίων μέσω φωτοσυνθετικής δραστηριότητας. Όπου υπήρχε φως, υπήρχε ενέργεια—που σημαίνει ότι τα κύτταρα χάμστερ που είχαν εγχυθεί με χλωροπλάστες επωφελήθηκαν από τη φωτοσύνθεση.
«Από όσο γνωρίζουμε, αυτή είναι η πρώτη αναφερόμενη ανίχνευση μεταφοράς φωτοσυνθετικών ηλεκτρονίων σε χλωροπλάστες που εμφυτεύονται σε ζωικά κύτταρα», εξήγησε ο Matsunaga.
Για έως και δύο ημέρες, τα τροποποιημένα ζωικά κύτταρα εμφάνιζαν υψηλότερους ρυθμούς κυτταρικής ανάπτυξης, υπονοώντας ότι οι νέοι χλωροπλάστες πρόσφεραν καύσιμο με βάση τον άνθρακα για τους ξενιστές τους. Όμως, ενώ τα αποτελέσματα μπορεί να εμπνεύσουν οράματα μιας μέρας να λαμβάνετε μεγάλο μέρος της καθημερινής σας διατροφής απλά από την ηλιοθεραπεία, προς το παρόν, οι συνέπειες είναι πολύ πιο τοπικές. Αλλά αυτό δεν σημαίνει ότι είναι λιγότερο ελπιδοφόρα για τους ερευνητές, καθώς και για την ευρύτερη ιατρική κοινότητα.
Σύμφωνα με τον Matsunaga, οι ιστοί που καλλιεργούνται στο εργαστήριο, όπως τα τεχνητά όργανα, τα φύλλα μεταμόσχευσης δέρματος, ακόμη και το τεχνητό κρέας, αποτελούνται από πολλαπλά στρώματα κυττάρων. Συχνά, ωστόσο, οι κυτταρικές καλλιέργειες αγωνίζονται να πολλαπλασιαστούν και να επιβιώσουν λόγω υποξίας ή χαμηλών επιπέδων οξυγόνου. Εάν οι επιστήμονες μπορέσουν να εισαγάγουν αξιόπιστα χλωροπλάστες σε αυτά τα κύτταρα, τότε θα μπορούσε να ληφθεί επιπλέον οξυγόνο μέσω φωτοσύνθεσης που προκαλείται από την ακτινοβολία φωτός. Αυτό υποθετικά θα έκανε τις κυτταροκαλλιέργειες που καλλιεργούνται στο εργαστήριο ευκολότερες, φθηνότερες και πιο φιλικές προς το περιβάλλον στην παραγωγή.
Οι ερευνητές σημειώνουν στη μελέτη τους ότι προηγούμενα πειράματα δείχνουν ότι αυτοί δεν είναι τραβηγμένοι στόχοι. Οι επιστήμονες έχουν έχει ήδη τροποποιηθεί με επιτυχία μεταβολικές διαδρομές σε μη φυτικούς οργανισμούς όπως Ε. coli βακτήρια και ζυμομύκητες για τον χειρισμό της στερέωσης άνθρακα—η διαδικασία μετατροπής του ανόργανου άνθρακα σε οργανικές ενώσεις για αποθήκευση ενέργειας και άλλες βιολογικές ανάγκες. Εάν μπορούν να εφαρμοστούν πρόσθετες γονιδιωματικές τροποποιήσεις σε κυτταρικές καλλιέργειες για τη διατήρηση ή ακόμα και την επέκταση της φωτοσύνθεσης, τότε τελικά «φωτοσυνθετικά προϊόντα [could be] συμβατό με τον μεταβολισμό των κυττάρων ξενιστή σε κύτταρα θηλαστικών», γράφει η ομάδα. Ο Ματσουνάγκα, από την πλευρά του, αισθάνεται σίγουρος για περαιτέρω προόδους.
«Αναμένουμε ότι τα κελιά του πλάτους θα είναι κύτταρα που αλλάζουν το παιχνίδι, τα οποία στο μέλλον μπορούν να μας βοηθήσουν να επιτύχουμε έναν «πράσινο μετασχηματισμό» σε μια κοινωνία πιο ουδέτερη από τον άνθρακα», είπε.
VIA: popsci.com
