ابتكر العلماء خلايا حيوانية تعمل بالطاقة الشمسية عن طريق الجمع بين البلاستيدات الصفراوية من الطحالب وخلايا الهامستر

حقق العلماء في جامعة طوكيو اكتشافًا كبيرًا من خلال إنشاء خلايا حيوانية يمكنها استخلاص الطاقة من ضوء الشمس. أصبح هذا الإنجاز ممكنًا من خلال دمج البلاستيدات الخضراء، وهي هياكل التمثيل الضوئي الموجودة في الطحالب، في الخلايا الحيوانية، وهي عملية كان يُعتقد سابقًا أنها مستحيلة. ويعتقد الباحثون أن هذه الطريقة الجديدة يمكن أن تفتح الأبواب أمام حلول مبتكرة في تطوير الأنسجة الاصطناعية، وخاصة في ظروف انخفاض الأكسجين.

التجربة ومنهجها الفريد

اختار الفريق خط الخلايا CHO-K1، المشتق من الهامستر الصيني، كمضيف للبلاستيدات الخضراء بسبب قابليته العالية للمواد الأجنبية. وباستخدام البلاستيدات الخضراء من Cyanidioschyzon merolae، وهي طحالب حمراء تتحمل البيئات الأكثر دفئًا، تحايل العلماء على التحدي الرئيسي. على عكس البلاستيدات الخضراء الأخرى التي تفقد وظيفتها تحت 37 درجة مئوية، يمكن لهذه البلاستيدات الخضراء الطحالب أن تظل نشطة في درجة حرارة الجسم، مما يجعلها خيارًا مناسبًا للتكامل مع الخلايا الحيوانية.

أرضية جديدة في تكامل الخلايا

لسنوات، جرت محاولات لدمج البلاستيدات الخضراء في الخلايا الحيوانية واجهت عقبة مستمرة: هذه الهياكل الأجنبية كانت تنهار عادة في غضون ساعات. ومع ذلك، لاحظ فريق جامعة طوكيو أنه في ظل الظروف المناسبة، حافظت هذه البلاستيدات الخضراء على نشاط التمثيل الضوئي في خلايا الهامستر لمدة تصل إلى 48 ساعة. ومن خلال تقنيات التصوير المتطورة، قاموا بتتبع عملية التمثيل الضوئي، مما يدل على أن هذه البلاستيدات الخضراء استمرت في توليد الطاقة عند تعرضها للضوء، وهو ما يعد معلما هاما في علم الأحياء الخلوي.

الآثار المترتبة على البحوث المستقبلية

تشير النتائج إلى المزيد من الاحتمالات للمستقبل. ولاحظ الباحثون أن الخلايا التي تحتوي على البلاستيدات الخضراء أظهرت تحسنًا في النمو، ربما بسبب وجود مصدر طاقة إضافي داخل الخلايا. يمكن أن يمهد هذا التعزيز الطريق لمزيد من الاستكشاف حول كيفية دعم البلاستيدات الخضراء لوظيفة الخلية ونموها. لا تزال الآليات الكامنة وراء التفاعل بين البلاستيدات الخضراء ومكونات الخلايا الحيوانية غير مكتشفة. الباحثون حريصون على فهم هذه الديناميكية.

ويتصور البروفيسور ساتشيهيرو ماتسوناجا، الذي يقود الفريق، أن هذه الخلايا “السطحية” الهجينة هي أدوات قيمة في تطوير نهج أكثر استدامة وخاليًا من الكربون في التكنولوجيا الحيوية. ومع استمرار الأبحاث، يمكن أن تصبح هذه الخلايا الهجينة عنصرا حاسما في تطوير تقنيات موفرة للطاقة وصديقة للبيئة.