تاکنون توانایی فتوسنتز و استفاده از نور خورشید برای تبدیل دی‌اکسیدکربن و آب به اکسیژن و انرژی در انحصار گیاهان و جلبک‌ها بوده است. اما حالا محققان ژاپنی با موفقیت سلول‌های حیوانی فتوسنتزکننده ایجاد کرده‌اند. این پژوهش برای مهندسی بافت سلول‌ها و رشد اندام‌ و گوشت‌های مصنوعی در آزمایشگاه مفید خواهد بود.

براساس گزارش Gizmodo، محققان دانشگاه توکیو کلروپلاست (اندامک مسئول فتوسنتز) را از جلبک‌های قرمز استخراج و به سلول‌های همستر تزریق کردند. آنها مشاهده کردند کلروپلاست در سلول‌های جدید حداقل 2 روز فتوسنتز انجام داد.

انتقال اندامک گیاهی فتوسنتزکننده به سلول‌های جانوری

سلول‌های حیوانی و گیاهی ساختارهای مختلفی برای تولید انرژی دارند. میتوکندری در حیوانات انرژی شیمیایی غذا را به شکلی تبدیل می‌کند که سلول‌های ما می‌توانند از آن استفاده کنند. اما گیاهان و جلبک‌ها کلروپلاست‌ دارند که باعث می‌شود گیاهان برای تولید انرژی از نور خورشید فتوسنتز کنند.

پیش‌ازاین در مطالعات قبلی پیوند کلروپلاست‌ها به مخمر موفقیت‌آمیز بود و توانایی جدید فتوسنتز را به این قارچ اعطا کرد. البته تکرار این کار در حیوان، قدم بزرگی روبه‌جلوست؛ به‌عبارتی فرض می‌شد ترکیب کلروپلاست با سلول‌های حیوانی عملاً غیرممکن است اما پژوهش جدید توانست این کار را ممکن کند.

محققان سلول‌های همستر حاوی کلروپلاست را 2 روز آزمایش کردند و متوجه شدند سلول‌های حیوانی اندامک جدید را جذب کرده‌اند. هنگامی که محققان نوع خاصی از نور لیزر را به سلول‌ها تاباندند، کلروفیل و کلروپلاست‌های گیاهی را در سلول‌های همستر مشاهده کردند. آنها با استفاده از تکنیک دیگری به نام PAM تأیید کردند کلروپلاست‌ها هنوز انجام فتوسنتز می‌کنند.

نکته جالب دیگر این بود که محققان متوجه شدند سلول‌های همستر اگر در کنار کلروپلاست کشت شوند، سریع‌تر رشد می‌کنند. این نشان می‌دهد آنها منبع کربن جدیدی دریافت کرده‌اند.

این پژوهش برای مهندسی بافت سلولی مفید خواهد بود. بافت‌های رشدیافته در آزمایشگاه، مانند اندام‌های مصنوعی، گوشت مصنوعی و ورقه‌های پوست، از چندین لایه سلول ساخته شده‌اند اما هیپوکسی (سطح پایین اکسیژن) مانع تقسیم سلولی می‌شود و اندازه آنها افزایش نمی‌یابد. اکنون سلول‌های حیوانی حاوی کلروپلاست می‌توانند اکسیژن را از طریق فتوسنتز به‌ دست بیاورند تا امکان رشد فراهم شود.

یافته‌های این پژوهش در Proceedings of the Japan Academy, Series B منتشر شده است.