能量产生叶绿体来自藻类，已被整合到仓鼠细胞中，使这些细胞能够利用光进行光合作用，最近在日本进行的研究揭示了这一点。之前认为将叶绿体——植物和藻细胞中含有叶绿素的结构——与动物细胞融合是不可行的，且叶绿体不会存活或正常运作。然而，研究结果表明，活跃的光合作用至少持续了两天。这种方法对人工组织工程充满希望，因为组织常常由于氧气不足而面临生长挑战。通过引入富含叶绿体的细胞，氧气和能量可以通过光照和光合作用的过程生成。
能量产生叶绿体来自藻类，已被整合到仓鼠细胞中，使这些细胞能够利用光进行光合作用，最近在日本进行的研究揭示了这一点。之前认为将叶绿体——植物和藻细胞中含有叶绿素的结构——与动物细胞融合是不可行的，且叶绿体不会存活或正常运作。然而，研究结果表明，活跃的光合作用至少持续了两天。这种方法对人工组织工程充满希望，因为组织常常由于氧气不足而面临生长挑战。通过引入富含叶绿体的细胞，氧气和能量可以通过光照和光合作用的过程生成。
成为太阳能供电的生物岂不是很棒？想象一下，如果像植物或藻类一样，简单地在阳光下放松就能为你提供能量（不仅仅是维生素D）？这个概念听起来可能像是科幻小说里的情节，但某些生物已经在利用这个聪明的技巧。例如，巨型蛤蜊与藻类形成共生关系。藻类含有叶绿体，可以将阳光转化为食物和氧气。在这个伙伴关系中，蛤蜊为藻类提供栖息地，而藻类则提供有助于宿主繁荣的必要能量。
然而，动物细胞一直被认为不具有叶绿体——直到现在，研究人员成功地证明了两者可以有效地融合。
东京大学的马津永佐知宏教授、研究论文的首席作者表示：“据我们所知，这是首次记录动物细胞内植入的叶绿体中发生光合作用电子传输的案例。”这一过程能生成化学能量，对植物和藻类中的各种细胞功能至关重要，被认为在动物细胞中是不可能的。“我们原本预计叶绿体在被引入后不久就会被动物细胞分解。然而，我们的观察表明，叶绿体在功能上持续了长达两天，并且我们观察到了与光合作用活动相关的电子传输，”他解释道。
研究团队将红藻的叶绿体引入仓鼠细胞培养中。他们采用了多种成像技术，如共聚焦显微镜、超分辨率显微镜和电子显微镜，分析了细胞内叶绿体的结构。此外，他们还通过利用光脉冲（这种方法称为脉冲幅度调制荧光法）确认了光合作用过程中电子传输的发生。
马津永表示：“我们相信这项研究对细胞组织工程将具有重大影响。实验室中创建的组织，如人工器官、合成肉和皮肤片，通常由多个细胞层组成。然而，由于组织内的缺氧（低氧水平），它们面临扩展的限制，这抑制了细胞分裂。引入富含叶绿体的细胞可能使这些细胞能够通过光合作用产生氧气，从而改善内部条件并促进生长，”他明确指出。
该团队正在进一步研究开发“植物动物细胞”，希望将植物的有益特质引入动物体内。他们的发现表明，含有叶绿体的动物细胞表现出更高的生长速度，这意味着叶绿体为宿主细胞提供了碳源（能量）。未来的研究可能会探索宿主细胞与叶绿体之间的相互作用，以及在此过程中产生的其他物质。
马津永表达了乐观态度：“我们相信植物动物细胞可能具有革命性，可能有助于我们实现向碳中和社会的‘绿色转型’。我们将继续推进创新生物技术，旨在促进可持续未来并减少二氧化碳排放。”
