Fotosyntéza v očiach cicavca znie ako sci-fi, no v tomto prípade ide o reálny laboratórny pokus. Vedci preniesli fotosyntetické štruktúry zo špenátu do buniek myšacích očí a ukázali, že dokážu premieňať svetlo na molekuly nesúce energiu. Zároveň sa tým v experimente podarilo tlmiť zápal.
Mouse eyes photosynthesize after plant-to-animal transplant.
Štúdia, ktorú dnes zverejnili v časopise Cell, naznačuje, že podobné presuny organel alebo ich častí medzi rastlinami a živočíchmi by mohli priniesť nové biologické poznatky aj možné terapeutické využitie. Autori hovoria o prenose fotosyntetického „stroja“, ktorý sa v rastlinách vyvíjal milióny rokov, do živočíšneho systému.
Zatiaľ však nejde o hotovú liečbu. Samotní odborníci upozorňujú, že podobné pokusy môžu na prvý pohľad pôsobiť ako efektný trik. Dôležité je najmä to, či účinok vydrží dostatočne dlho a ktoré bunky sa dajú takto cielene zasiahnuť.
Čo presne vedci preniesli zo špenátu
Tím vedený Kuoranom Xingom z National University of Singapore sa inšpiroval prípadom morských slimákov, ktoré si vedia „požičať“ fotosyntetické mechanizmy z rias.
Snímka zobrazuje: A chloroplast (green) dotted with the membranous stacks called thylakoid grana (black blocks). Scientists have harnessed grana to induce.
Vedci sa preto pýtali, či by niečo podobné mohli zvládnuť aj bunky cicavcov.
Xing a jeho kolegovia najprv izolovali chloroplasty zo špenátu. Z nich potom získali tylakoidné grana, teda membránové štruktúry, v ktorých prebieha zachytávanie svetla. Tieto časti následne zapuzdrili do nanočastíc, ktoré nazvali LEAFs.
V laboratórnych podmienkach bunky tieto častice rýchlo prijali. Keď sa LEAFs dostali dovnútra buniek, dokázali počas niekoľkých hodín premieňať svetlo na chemickú energiu a vytvárať ATP a NADPH, teda molekuly dôležité pre bunkový metabolizmus.
Prečo je to viac než len kuriozita
V rastlinách fotosyntéza pokračuje aj ďalším krokom, pri ktorom sa z týchto molekúl tvoria sacharidy. LEAFs tento druhý stupeň nepodporujú, takže ide len o obmedzenú formu fotosyntézy. Aj tak však podľa autorov ide o skutočnú fotosyntézu v zmysle zachytávania svetla a tvorby energetických molekúl.
Práve v tom je vedecký význam pokusu. Ak sa podarí preniesť len časť rastlinnej biochémie do živočíšnych buniek, môže to otvoriť cestu k novým nástrojom na skúmanie buniek aj k možným zásahom do chorobných procesov. V tomto prípade sa ukázalo aj tlmenie zápalu, čo je dôležité najmä pri úvahách o očných ochoreniach.
Otázka, či by špenátové extrakty mohli byť ďalšou liečbou suchého oka, je zatiaľ skôr hypotézou než záverom. Zdrojová štúdia ukazuje princíp, nie hotový liek. Napriek tomu je zaujímavé, že experiment prebehol v tkanive oka, kde by lokálne dodanie energie alebo ovplyvnenie zápalu mohlo mať praktický význam.
V medicíne sa podobné nápady často testujú najprv v bunkách a až potom v zvieracích modeloch. To, čo funguje v Petriho miske alebo v oku myši, ešte nemusí byť bezpečné, stabilné ani účinné u ľudí. Pri očných terapiách je navyše dôležité, aby zásah nepoškodil citlivé tkanivá a aby sa dal presne dávkovať.
Prečo sa vedci pozerajú na rastliny a morské slimáky
Myšlienka prenášať biologické mechanizmy medzi veľmi vzdialenými skupinami organizmov nie je v biológii bežná, ale ani úplne nová. Morské slimáky, ktoré si uchovávajú chloroplasty z rias, sú dlhodobo známy príklad toho, že fotosyntetické časti môžu v určitých podmienkach fungovať aj mimo rastliny.
Pre výskumníkov je to cenné najmä preto, že ukazuje hranice aj možnosti bunkovej kompatibility. Ak sa podarí zistiť, ktoré komponenty sú potrebné na krátkodobé fungovanie fotosyntézy v živočíšnej bunke, môže to pomôcť pri návrhu nových bioinžinierskych prístupov. V širšom zmysle ide o otázku, ako ďaleko sa dá posunúť „požičiavanie“ biologických systémov medzi druhmi.
Čo zostáva nejasné a čo bude nasledovať
Najväčšou otvorenou otázkou je trvácnosť účinku. Podľa odborníkov bude rozhodujúce, ako dlho LEAFs v bunkách fungujú, či sa dajú cieliť na konkrétne bunky a či sa ich účinok dá bezpečne opakovať. Bez týchto údajov sa nedá hovoriť o praktickom použití v medicíne.
Rovnako dôležité bude zistiť, či sa podobný prístup dá rozšíriť aj mimo očné tkanivo a či sa dá upraviť tak, aby bol stabilnejší a presnejší. Zatiaľ teda ide o zaujímavý dôkaz princípu: rastlinné fotosyntetické časti môžu v živočíšnych bunkách krátko fungovať. To samo osebe je pozoruhodné, no k terapii je ešte dlhá cesta.
Na poskytovanie tých najlepších skúseností používame technológie, ako sú súbory cookie na ukladanie a/alebo prístup k informáciám o zariadení. Súhlas s týmito technológiami nám umožní spracovávať údaje, ako je správanie pri prehliadaní alebo jedinečné ID na tejto stránke. Nesúhlas alebo odvolanie súhlasu môže nepriaznivo ovplyvniť určité vlastnosti a funkcie.
Funkčné
Vždy aktívny
Technické uloženie alebo prístup sú nevyhnutne potrebné na legitímny účel umožnenia použitia konkrétnej služby, ktorú si účastník alebo používateľ výslovne vyžiadal, alebo na jediný účel vykonania prenosu komunikácie cez elektronickú komunikačnú sieť.
Predvoľby
Technické uloženie alebo prístup je potrebný na legitímny účel ukladania preferencií, ktoré si účastník alebo používateľ nepožaduje.
Štatistiky
Technické úložisko alebo prístup, ktorý sa používa výlučne na štatistické účely.Technické úložisko alebo prístup, ktorý sa používa výlučne na anonymné štatistické účely. Bez predvolania, dobrovoľného plnenia zo strany vášho poskytovateľa internetových služieb alebo dodatočných záznamov od tretej strany, informácie uložené alebo získané len na tento účel sa zvyčajne nedajú použiť na vašu identifikáciu.
Marketing
Technické úložisko alebo prístup sú potrebné na vytvorenie používateľských profilov na odosielanie reklamy alebo sledovanie používateľa na webovej stránke alebo na viacerých webových stránkach na podobné marketingové účely.
