Revolucija u Biotehnologiji: Kako Su Znanstvenici Usadili Fotosintezu u Stanice Životinja
Nakon desetljeća neuspješnih pokušaja, znanstvenici su konačno uspjeli potaknuti životinjske stanice na fotosintezu. Iako je ovaj izvanredan pothvat trenutno postignut samo u kultiviranim stanicama, otkriće može imati dalekosežne posljedice, posebno u medicini i proizvodnji mesa uzgojenog u laboratorijima.
Kako Fotosinteza Funkcionira
Većina biljaka, kao i alge, koriste kloroplaste da bi iskoristile energiju sunčeve svjetlosti. Ove stanice miješaju sunčevu svjetlost s vodom i ugljičnim dioksidom kako bi proizvodile potrebne ugljikohidrate, uz oslobađanje kisika kao nusproizvoda. Ideja o stvaranju fotosintetičkih stoke postojala je dugi niz godina, pružajući mogućnost besplatnog hranjenja životinja i smanjenja negativnog ugljičnog otiska.
Tehnološke Prepreke
No, postoje značajni izazovi. Imuni sustav životinja često uništava kloroplaste čim su uneseni u njihove stanice zbog čega do sada nitko nije uspio održati njihov opstanak. Čak i ako bi ovi organeli preživjeli takav napad, teško bi im bilo funkcionirati u relativno visokoj temperaturi životinjske stanice od oko 37°C.
Inovativan Pristup
Kako bi prevladali ove prepreke, istraživači su koristili izolirane kloroplaste iz vrste primitivne crvene alge zvanog Cyanidioschyzon merolae, poznate kao schyzon. Ova alga rastu u vulkanskim vrelima u Italiji i može fotosintezirati na temperaturama iznad 37°C. Umjesto da jednostavno ubace kloroplaste u stanice životinja, tim je odlučio dodati kloroplaste u kulturu koja je zatim hranjena stanicama jajnika kineskog hrčka.
Rezultati Istraživanja
Prema novoj studiji, nakon samo dva dana ko-kultivacije, jedan posto stanica postalo je “obogaćeno kloroplastima”, što znači da su usvojile sedam ili više kloroplasta. Nadalje, 20 posto stanica sadržavalo je između jednog i tri kloroplasta. Što je još važnije, ovi uneseni kloroplasti pokazali su aktivnost još dva dana, tijekom kojih su njihove matične stanice ubrzano rasle. To ukazuje na to da se fotosinteza zaista odvijala, pri čemu su kloroplasti potencijalno djelovali kao izvor ugljika.
Vizija Budućnosti
Prema riječima glavnog istraživača Sachihira Matsunage, “naša studija je prva koja mjeri fotosintetsku aktivnost kloroplasta u stanicama sisavaca.” On dodaje da očekuje da će “planimal stanice postati revolucionarne stanice koje će nam pomoći da postignemo ‘zelenu transformaciju’ prema karbonski neutralnijem društvu.” Međutim, nakon dva dana, uvezene kloroplaste počele su se razgrađivati, a do četvrtog dana su bile potpuno uništene, što ukazuje na potrebu za daljnjim radom na usavršavanju ove tehnike.
Potencijalna Primjena
Matsunaga vjeruje da će ovog istraživanje biti korisno za inženjerstvo staničnih tkiva te da bi ova tehnologija mogla igrati značajnu ulogu u proizvodnji “umjetnih organa, mesa uzgojenog u laboratoriju i kožnih transplantata.” Stvaranje ovakvih višeslojenih staničnih proizvoda je trenutno složeno zbog nedostatka kisika između slojeva, što inhibira diobu stanica i stoga ograničava njihov rast.
Međutim, uvjeren je da bi “integrom stanica s implantiranim kloroplastima, kisik mogao biti dostavljen stanicama putem fotosinteze, poboljšavajući uvjete unutar tkiva za rast.” Iako fotosintetička stoka možda neće uskoro biti viđena na farmama, planimal stanice mogle bi imati ključnu ulogu u proizvodnji hrane i medicini.
Završna Misao
Ovaj inovativni pristup u istraživanju fotosinteze u životinjskim stanicama potencijalno predstavlja prekretnicu koja bi mogla oblikovati budućnost biotehnologije. Objavljeno u časopisu Proceedings of the Japan Academy, Series B, ovo otkriće može otvoriti vrata ka održivijim i inovativnijim rješenjima u različitim industrijama.
