Wired’in haberine göre,
Kloroplastlar, parçalar Bitkilerin ve alglerin fotosentez yapmasına izin veren hücrelerin, 1 milyar yıldan daha önce, fotosentetik siyanobakterilerin diğer ilkel hücresel organizmalar içinde simbiyotik olarak yaşadığı dönemde ortaya çıktığı düşünülüyor.
Bu fotosentetik yeteneğin gelişimini bugün diğer hücrelerde (hayvan hücrelerinin içine kloroplast yerleştirerek) kopyalamanın daha önce imkansız olduğu düşünülüyordu: Hayvan hücreleri kloroplastları yabancı cisimler olarak tanır ve onları sindirir. Ancak bir Japon araştırma ekibi bu düşünceyi değiştirdi. Fotosentetik olarak aktif kloroplastları ilkel alglerden izole etmek için bir teknik geliştirildi. Siyanidiyoşizon ve bunları bir tür kültürlenmiş hayvan hücre dizisi olan Çin hamsteri yumurtalık (CHO) hücrelerine nakledin ve yine de işlevselliklerini koruyun.
“Bildiğimiz kadarıyla, hayvan hücrelerine nakledilen kloroplastlarda fotosentetik elektron taşınmasının doğrulandığı ilk sefer bu.” açıklıyor Yukihiro Matsunaga, Tokyo Üniversitesi'nde profesör. Elektron taşınması, bitki ve alglerin çeşitli hücresel fonksiyonları destekleyen kimyasal enerji ürettiği önemli bir süreçtir.
Matsunaga'nın araştırma ekibi, hücrelerin yabancı maddeleri sindirdiği ve parçaladığı süreç olan CHO hücreleri tarafından fagositozu teşvik ederek kloroplastları aktarmayı başardı.
Araştırma ekibi daha sonra hücrelerin kesitsel görüntülerini yakalamak ve hem hücrelerin hem de kloroplastların nasıl davrandığını gözlemlemek için floresan lazer mikroskobu ve süper çözünürlüklü mikroskopi kullandı. CHO hücrelerine alınan kloroplastların, hücrenin içini dolduran sıvı olan sitoplazmada mevcut olduğunu ve bazılarının hücre çekirdeğini çevrelediğini buldular. Kloroplastlar alındıktan sonra CHO hücreleri, örneğin bölünmeye devam ederek normal davrandıklarına dair işaretler gösterdi.
Elektron mikroskobu kullanılarak yapılan daha sonraki gözlemler, fotosentez için gerekli enzimlerin bulunduğu kloroplastların tilakoid zarının yapısının en az iki gün boyunca korunduğunu ortaya çıkardı. Mikroskobik görüntüleme ve darbe modülasyonu kullanılarak yapılan fotosentetik aktivite ölçümleri de bu dönemde fotosentez için elektron taşınmasının normal olduğunu doğruladı. Ancak transferden sonraki dördüncü günde tilakoid membranın yapısı çöktü ve kloroplastların fotosentetik aktivitesi önemli ölçüde azaldı.
Bu araştırma doku mühendisliğinde yeni olanaklara işaret ediyor. Çoklu hücre katmanlarından oluşan yapay organlar, yapay et ve deri tabakaları, doku düşük oksijen seviyelerine maruz kaldığında sınırlı bir gelişim gösterir. Kloroplast içeren hücreler eklenebilseydi, dokuya oksijen sağlamak ve üzerine ışık tutarak büyümeyi desteklemek mümkün olabilir.
Ancak bunu başarmak için, nakledilen kloroplastların hayvan hücrelerinde fotosentetik aktiviteyi daha uzun süre sürdürmesine olanak tanıyan bir teknolojiye ihtiyaç var. Araştırma ekibine göre gelecekte, nakledilen kloroplastlar tarafından üretilen oksijen miktarının ve hayvan hücrelerinin içine sabitlenen karbondioksit miktarının izotop etiketleme adı verilen bir teknik kullanılarak ölçülmesi de gerekli olacaktır.
Araştırma ekibi artık bitki yeteneklerine sahip “planimal” hücreler yaratma hedefiyle araştırmalarına devam edecek. Mümkünse planimal hücreler tıbbi araştırma, gıda üretimi ve enerji üretimi de dahil olmak üzere birçok endüstride oyunun kurallarını değiştirebilir.
Bu hikaye ilk olarak şu tarihte ortaya çıktı: KABLOLU Japonya ve Japonca'dan tercüme edilmiştir.