В Медицинской школе Чжэцзянского университета нашли способ включить фотосинтез у животных. Для этого использовали активируемые светом растительные наночастицы.
Выглядящая абсолютной фантастикой идея реализована не из чистого научного интереса, как может показаться. Эксперименты на крысах и кроликах, результаты которых вышли в журнале Nature Communications, доказали работоспособность перспективного метода лечения различных заболеваний, связанных с нарушением энергетического баланса в клетках.
Когда клетки стареют или повреждаются в результате болезни, нарушается взаимодействие между их органеллами. Такие сбои, вызванные метаболическим стрессом, играют большую роль в прогрессировании многих дегенеративных состояний.
Растительные клетки защищены от метаболического стресса лучше, потому что выработкой энергии разными способами в них занимаются и митохондрии, и хлоропласты. Животные клетки такой роскоши лишены. В неблагоприятных условиях в них нарушается взаимодействие между митохондриями и эндоплазматическим ретикулумом, что приводит к клеточной дисфункции и способствует развитию различных заболеваний.
Внедрить в них хлоропласты нельзя — из-за размера и сопротивления иммунитета. Поэтому ученые сделали из них нанотилакоидные единицы — биоинженерные наночастицы на основе тилакоидов, структур внутри хлоропластов. Для обхода иммунной системы их инкапсулировали в покрытие вроде клеточной мембраны.
Такие фотосинтезирующие наночастицы проверили на животных моделях с дегенеративными изменениями межпозвоночных дисков. Для фотосинтеза внутри крыс хватило света, проникающего извне, кроликам пришлось имплантировать микроскопические беспроводные светодиоды с дистанционным управлением от смартфона.
«Таким образом, мы установили, что пересадка растительных фотосинтетических систем в клетки млекопитающих позволяет эффективно восстановить гомеостаз сети взаимодействия эндоплазматического ретикулума и митохондрий. Это исследование служит доказательством концепции лечения заболеваний, основанного на регуляции сетей взаимодействия органелл с помощью природных фотосинтетических систем, и предлагает терапевтический подход для лечения глубоких тканей», — резюмировали авторы.
Настоящее питание солнцем: клетки млекопитающих впервые научили фотосинтезировать
Химики создали молекулу для искусственного фотосинтеза
Подписывайтесь и читайте «Науку» в MAX