Cloroplastos, las partes. Se cree que las células que permiten que las plantas y las algas realicen la fotosíntesis se originaron hace más de mil millones de años, cuando las cianobacterias fotosintéticas vivían simbióticamente dentro de otros organismos celulares primitivos.
Replicar el desarrollo de esta capacidad fotosintética en otras células hoy en día, colocando cloroplastos dentro de animales células—antes se creía imposible: Animal Las células reconocen los cloroplastos como cuerpos extraños y los digieren. Pero un equipo de investigación japonés ha cambiado esta forma de pensar. Ha desarrollado una técnica para aislar cloroplastos fotosintéticamente activos a partir de algas primitivas cianidiosquizon y trasplantarlos a células de ovario de hámster chino (CHO), un tipo de línea celular animal cultivada, y aún conservar su funcionalidad.
“Hasta donde sabemos, esta es la primera vez que se confirma el transporte fotosintético de electrones en cloroplastos trasplantados a células animales”. explica Yukihiro Matsunaga, profesor de la Universidad de Tokio. El transporte de electrones es un proceso clave mediante el cual plantas y las algas generan energía química, apoyando diversas funciones celulares.
El equipo de investigación de Matsunaga logró transferir los cloroplastos promoviendo la fagocitosis por parte de las células CHO, que es el proceso mediante el cual las células digieren y descomponen sustancias extrañas.
Luego, el equipo de investigación utilizó microscopía láser de fluorescencia y microscopía de superresolución para capturar imágenes transversales de las células y observar cómo se comportaban tanto las células como los cloroplastos. Descubrieron que los cloroplastos que habían sido absorbidos por las células CHO estaban presentes dentro del citoplasma, el líquido que llena el interior de la célula, y algunos de ellos rodeaban el núcleo celular. Una vez absorbidos los cloroplastos, las células CHO mostraron signos de comportarse normalmente, por ejemplo, al seguir dividiéndose.
Otras observaciones utilizando un microscopio electrónico revelaron que la estructura de la membrana tilacoide de los cloroplastos, que es donde se encuentran las enzimas necesarias para la fotosíntesis, se mantuvo durante al menos dos días. Las mediciones de la actividad fotosintética mediante imágenes microscópicas y modulación de pulso también confirmaron que el transporte de electrones para la fotosíntesis fue normal durante este período. Sin embargo, al cuarto día después de la transferencia, la estructura de la membrana tilacoide colapsó y la actividad fotosintética de los cloroplastos disminuyó significativamente.
Esta investigación apunta a nuevas posibilidades en la ingeniería de tejidos. órganos artificiales, carne artificialy las láminas de piel hechas de múltiples capas de células tienen un crecimiento limitado cuando el tejido está expuesto a niveles bajos de oxígeno. Si se pudieran agregar células que incorporan cloroplastos, sería posible suministrar oxígeno al tejido y promover el crecimiento simplemente al iluminarlo.
Pero para lograrlo se requiere de una tecnología que permita a los cloroplastos trasplantados mantener la actividad fotosintética durante más tiempo dentro de las células animales. Según el equipo de investigación, en el futuro también será necesario cuantificar la cantidad de oxígeno generado por los cloroplastos trasplantados y la cantidad de dióxido de carbono fijado en el interior de las células animales, lo que se podrá realizar mediante una técnica denominada marcaje isotópico.
El equipo de investigación continuará ahora su investigación, con el objetivo final de crear células “planimales” que tengan capacidades vegetales. Las células planimales, si es posible, podrían cambiar las reglas del juego en múltiples industrias, incluida la investigación médica, la producción de alimentos y la generación de energía.
Esta historia apareció originalmente en Japón con cable y ha sido traducido del japonés.