Cloroplastos, as partes Acredita-se que as células que permitem a fotossíntese de plantas e algas tenham se originado há mais de 1 bilhão de anos, quando as cianobactérias fotossintéticas viviam simbioticamente dentro de outros organismos celulares primitivos.
Replicar o desenvolvimento desta capacidade fotossintética em outras células hoje – colocando cloroplastos dentro de animais células—era anteriormente considerado impossível: Animal as células reconhecem os cloroplastos como corpos estranhos e os digerem. Mas uma equipa de investigação japonesa mudou este pensamento. Desenvolveu uma técnica para isolar cloroplastos fotossinteticamente ativos das algas primitivas Cianidiosquizona e transplantá-los para células de ovário de hamster chinês (CHO), um tipo de linhagem celular animal cultivada, e ainda manter sua funcionalidade.
“Até onde sabemos, esta é a primeira vez que o transporte fotossintético de elétrons foi confirmado em cloroplastos transplantados para células animais”, explica Yukihiro Matsunaga, professor da Universidade de Tóquio. O transporte de elétrons é um processo chave pelo qual plantas e as algas geram energia química, apoiando diversas funções celulares.
A equipe de pesquisa de Matsunaga conseguiu transferir os cloroplastos promovendo a fagocitose pelas células CHO, que é o processo pelo qual as células digerem e decompõem substâncias estranhas.
A equipe de pesquisa usou então microscopia a laser de fluorescência e microscopia de super-resolução para capturar imagens transversais das células e observar como as células e os cloroplastos se comportavam. Eles descobriram que os cloroplastos que foram absorvidos pelas células CHO estavam presentes no citoplasma, o líquido que preenche o interior da célula, com alguns deles circundando o núcleo da célula. Após a absorção dos cloroplastos, as células CHO mostraram sinais de comportamento normal, por exemplo, continuando a dividir-se.
Outras observações usando um microscópio eletrônico revelaram que a estrutura da membrana tilacóide dos cloroplastos – onde estão localizadas as enzimas necessárias para a fotossíntese – foi mantida por pelo menos dois dias. Medições da atividade fotossintética utilizando imagens microscópicas e modulação de pulso também confirmaram que o transporte de elétrons para a fotossíntese foi normal durante este período. No entanto, no quarto dia após a transferência, a estrutura da membrana tilacóide entrou em colapso e a atividade fotossintética dos cloroplastos diminuiu significativamente.
Esta pesquisa aponta para novas possibilidades na engenharia de tecidos. Órgãos artificiais, carne artificiale as camadas de pele feitas de múltiplas camadas celulares apresentam crescimento limitado quando o tecido é exposto a baixos níveis de oxigênio. Se células incorporando cloroplastos pudessem ser adicionadas, seria possível fornecer oxigênio ao tecido e promover o crescimento simplesmente iluminando-o com luz.
Mas para conseguir isso, é necessária uma tecnologia que permita aos cloroplastos transplantados manter a atividade fotossintética por mais tempo dentro das células animais. Segundo a equipa de investigação, no futuro também será necessário quantificar a quantidade de oxigénio gerado pelos cloroplastos transplantados e a quantidade de dióxido de carbono fixado no interior das células animais, o que pode ser feito através de uma técnica chamada marcação isotópica.
A equipa de investigação irá agora continuar a sua investigação, com o objetivo final de criar células “planimais” que tenham capacidades vegetais. As células planimais, se possível, poderiam ser um divisor de águas em vários setores, incluindo pesquisa médica, produção de alimentos e geração de energia.
Esta história apareceu originalmente em COM FIO Japão e foi traduzido do japonês.
