日本一项新研究显示，藻类中产生能量的叶绿体已被植入仓鼠细胞，使细胞能够进行光合作用。此前人们认为，将叶绿体(植物和藻类细胞中含有叶绿素的结构)与动物细胞结合是不可能的，而且叶绿体无法存活或发挥作用。
然而，结果表明光合作用至少持续了两天。这项技术可能对人工组织工程有用。组织可能因缺氧而难以生长，但添加注入叶绿体的细胞可以通过光照和光合作用提供氧气和能量。该研究结果发表在日本学士院院刊B系列物理和生物科学上。
你想利用太阳能吗?如果像植物或藻类一样，只要躺在阳光下就能为你提供能量(而不仅仅是因为维生素D)会怎样?这听起来可能像科幻小说，但有些动物已经利用了这一巧妙的技巧。例如，巨蛤就与藻类共生。
藻类含有叶绿体，因此能够进行光合作用，将光转化为食物和氧气。蛤蜊为藻类提供了栖息之所，而藻类则为这些友善的寄主提供能量，帮助它们茁壮成长。
然而，与植物和藻类不同，动物细胞不含叶绿体。直到现在，研究人员已经证明，将两者功能性地结合起来是可能的。
东京大学教授、该研究论文的通讯作者松永幸弘表示：“据我们所知，这是首次报道检测到植入动物细胞的叶绿体中的光合电子传递。”光合电子传递产生化学能，是植物和藻类中许多细胞功能所必需的。
“我们原以为叶绿体在被引入动物细胞后数小时内就会被消化。然而，我们发现它们可以持续发挥作用长达两天，并且发生了光合作用电子传递。”
研究团队将红藻叶绿体植入仓鼠培养细胞中。研究人员通过多种成像技术检查了细胞内叶绿体的结构，包括共聚焦显微镜、超分辨率显微镜和电子显微镜。他们还利用光脉冲(一种称为脉冲幅度调制荧光测定的技术)测量并确认了光合作用活动的电子传输正在发生。
“我们相信这项研究对细胞组织工程学大有裨益，”松永说，“实验室培育的组织，如人造器官、人造肉和皮肤片，都是由多层细胞构成的。
“但是，由于组织内部缺氧(低氧水平)，细胞无法分裂，因此存在无法增大的问题。通过混入叶绿体植入细胞，可以通过光合作用和光照为细胞提供氧气，从而改善组织内部条件，使其能够生长。”
该团队正在继续研究如何创造“平面动物”细胞，以便为动物提供植物的有益特性。在这项研究中，他们发现含有叶绿体的动物细胞的细胞生长速度加快，这表明叶绿体为宿主细胞提供了碳源(燃料)。研究人员建议，未来的研究可以调查宿主细胞和叶绿体之间物质交换的过程，以及产生了哪些额外的物质。
松永表示：“我们预计平面动物细胞将成为改变游戏规则的细胞，未来可以帮助我们实现&luo;绿色转型&ruo;，迈向更加碳中和的社会。我们将继续开发创新生物技术，以实现可持续发展的社会和减少二氧化碳排放为目标。”
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