Create cellule animali alimentate ad energia solare

Roma – I cloroplasti, organuli contenenti clorofilla presenti nelle cellule delle piante e nelle alghe, sono stati inseriti nelle cellule di criceto, consentendo alle cellule di attuare il processo di fotosintesi sulla luce. Lo rivela una ricerca guidata da Sachihiro Matsunaga dell’Università di Tokyo, pubblicata su J-STAGE. In precedenza, si pensava che combinare i cloroplasti con le cellule animali non fosse possibile e che i cloroplasti non sarebbero sopravvissuti o non avrebbe funzionato. Tuttavia, i risultati hanno mostrato che l’azione fotosintetica è continuata per almeno due giorni. Questa tecnica potrebbe essere utile per l’ingegneria dei tessuti artificiali. I tessuti possono avere difficoltà a crescere a causa della mancanza di ossigeno, ma l’aggiunta di cellule infuse di cloroplasti potrebbe consentire la fornitura di ossigeno ed energia tramite l’esposizione alla luce e la fotosintesi. Alcuni animali hanno già sfruttato questo trucco ingegnoso. Le vongole giganti, ad esempio, vivono in una relazione simbiotica con le alghe. Le alghe contengono cloroplasti e quindi possono fotosintetizzare la luce in cibo e ossigeno. Mentre le vongole forniscono una casa alle alghe, le alghe forniscono energia per aiutare i loro amabili ospiti a prosperare. Tuttavia, a differenza di piante e alghe, le cellule animali non contengono cloroplasti. Questo fino ad ora, poiché i ricercatori hanno dimostrato che è possibile combinare funzionalmente i due. “Per quanto ne sappiamo, questa è la prima rilevazione segnalata del trasporto di elettroni fotosintetici nei cloroplasti impiantati nelle cellule animali”, ha affermato Matsunaga. Il trasporto di elettroni fotosintetici genera energia chimica ed è necessario per numerose funzioni cellulari nelle piante e nelle alghe. “Pensavamo che i cloroplasti sarebbero stati digeriti dalle cellule animali entro poche ore dall’introduzione; tuttavia, ciò che abbiamo scoperto è che hanno continuato a funzionare fino a due giorni e che si è verificato il trasporto di elettroni dell’attività fotosintetica”, ha continuato Matsunaga. La squadra di ricerca ha inserito cloroplasti di alghe rosse in cellule coltivate derivate da criceti. I ricercatori hanno esaminato la struttura dei cloroplasti all’interno delle cellule tramite diverse tecniche di imaging, tra cui microscopia confocale, microscopia a superrisoluzione e microscopia elettronica. Gli scienziati hanno anche misurato e confermato che il trasporto di elettroni dell’attività fotosintetica si stava verificando utilizzando impulsi di luce, una tecnica chiamata fluorometria a modulazione di ampiezza di impulso. “Crediamo che questo lavoro sarà utile per l’ingegneria cellulare e tissutale”, ha detto Matsunaga. “I tessuti coltivati ​​in laboratorio, come organi artificiali, carne artificiale e fogli di pelle, sono costituiti da più strati di cellule; tuttavia, c’è un problema: non possono aumentare di dimensioni a causa dell’ipossia, ovvero bassi livelli di ossigeno, all’interno del tessuto, che impedisce la divisione cellulare”, ha proseguito Matsunaga. “Mescolando le cellule impiantate nei cloroplasti, l’ossigeno potrebbe essere fornito alle cellule tramite la fotosintesi, tramite irradiazione luminosa, migliorando così le condizioni all’interno del tessuto per consentire la crescita”, ha spiegato Matsunaga. Il gruppo di ricerca sta continuando la sua ricerca sulla creazione di cellule “planim” che possano fornire le caratteristiche benefiche delle piante agli animali. In questo studio, gli scienziati hanno scoperto che le cellule animali che contenevano cloroplasti hanno sperimentato un tasso di crescita cellulare aumentato, suggerendo che i cloroplasti fornivano una fonte di carbonio, che fungeva da carburante per le cellule ospiti. I ricercatori suggeriscono che studi futuri potrebbero indagare i processi coinvolti nello scambio di sostanze tra la cellula ospite e i cloroplasti, nonché quali sostanze aggiuntive vengono prodotte. “Ci aspettiamo che le cellule plananimali siano cellule rivoluzionarie, che in futuro possono aiutarci a raggiungere una ‘trasformazione verde’ verso una società più carbon-neutral”, ha dichiarato Matsunaga. “Continueremo a sviluppare biotecnologie innovative con l’obiettivo di realizzare una società sostenibile e la riduzione delle emissioni di anidride carbonica”, ha concluso Matsunaga. (30Science.com)