Koe perustuu keskeiseen elementtiin: kloroplasteihin. Nämä soluelimet, joita esiintyy kasveissa, muuntavat auringonvalon solun käyttökelpoiseksi energiaksi. Aikaisemmin uskottiin, että ne voivat toimia vain kasvisoluissa. Tokion yliopiston tutkijat haastavat tämän oletuksen istuttamalla punalevien kloroplasteja hamsterisoluihin.
Tulokset ovat hämmästyttäviä. Kloroplastit eivät ainoastaan selviytyneet, vaan ne myös ylläpitivät fotosynteettistä toimintaansa kahden päivän ajan, tuottaen happea eläinsolujen sisällä. Tämä energian itsenäisyys on saavutus, sillä eläinsolut yleensä luottavat mitokondrioihin energian tuottamiseksi.
Tämän toiminnan mittaamiseksi tutkijat käyttivät erityistä valoa havainnoidakseen klorofyllin fluoresenssia, mikä osoitti, että fotosynteesi todella tapahtui. Tämä edistysaskel voisi ratkaista kriittisen ongelman: keinotekoisten kudosten kasvu laboratoriossa on usein hidastunut hapen puutteen vuoksi, erityisesti syvemmillä kerroksilla.
Nämä hybridisolut voisivat fotosynteesin ansiosta tuottaa omaa happeaan, mikä mahdollistaisi suurempien ja toimivampien kudosten, kuten elinten tai ihon, viljelyn. Tutkimusta johtava professori Sachihiro Matsunaga korostaa, että inspiraatio tulee luonnosta: jotkut merieläimet elävät jo symbioosissa levien kanssa saadakseen happea ja ravinteita.
Sovellukset ovat lupaavia. Kudosinsinöörityössä tämä teknologia voisi paitsi vähentää riippuvuutta ulkoisista tukijärjestelmistä, myös nopeuttaa lihan tai keinotekoisten elinten tuotantoa laboratoriossa. Biologisia kudoksia voitaisiin näin luoda helpommin ja pienemmällä ekologisella jalanjäljellä.
Tutkijaryhmä aikoo jatkaa työtään ymmärtääkseen eläinsolujen ja kloroplastien välisiä vuorovaikutuksia. Tie on avattu kestäville bioteknologioille, jotka yhdistävät harmonisesti kaksi aiemmin yhteensopimatonta maailmaa: kasvien ja eläinten.
Mitkä ovat kloroplastit?
Kloroplastit ovat olennaisia soluelimiä kasvi- ja leväsoluissa, jotka ovat vastuussa fotosynteesistä. Juuri näissä soluelimissä valo kerätään ja muutetaan kemialliseksi energiaksi, joka mahdollistaa kasvien glukoosin tuottamisen, joka on niiden energianlähde.Tämä prosessi on mahdollinen klorofyllin ansiosta, vihreän pigmentin, joka esiintyy kloroplasteissa. Klorofylli kerää valosäteilyä ja käynnistää kemiallisia reaktioita, jotka muuntavat veden ja hiilidioksidin glukoosiksi ja hapeksi. Jälkimmäinen vapautuu ilmakehään, mikä on elintärkeää useimpien elävien olentojen hengittämiselle.
Kloroplastit katsotaan syanobakteerien jälkeläisiksi, valokemiallisten bakteerien ryhmäksi. Tämä evolutiivinen alkuperä, vanhan symbioosifilmin kautta, selittää, miksi kloroplastit sisältävät omaa DNA:ta, joka poikkeaa isäntäsolun DNA:sta.