Các nhà sinh học vừa tạo ra tế bào chuột Hamster chạy bằng năng lượng mặt trời

Bạn sẽ thích nó như thế nào nếu bạn có thể nạp lại năng lượng chỉ bằng cách ngồi dưới ánh nắng mặt trời? Khả năng sử dụng ánh sáng mặt trời để chuyển đổi carbon dioxide (CO2) và nước thành oxy và năng lượng theo truyền thống là lĩnh vực độc quyền của thực vật và tảo. Tuy nhiên, hiện nay các nhà nghiên cứu ở Nhật Bản đã tạo thành công tế bào động vật quang hợp.

Các nhà sinh học đã lấy lục lạp – thành phần tế bào chịu trách nhiệm quang hợp – từ tảo đỏ và tiêm chúng vào tế bào chuột đồng. Kết quả là tế bào động vật có khả năng quang hợp ánh sáng. Thành tựu này được trình bày chi tiết trong một nghiên cứu công bố ngày 31 tháng 10 trên tạp chí Kỷ yếu của Học viện Nhật Bản, thách thức giả định rằng việc kết hợp lục lạp với tế bào động vật là không thể.

Sachihiro Matsunaga từ Đại học Tokyo, đồng tác giả của bài báo, cho biết trong một tuyên bố của Đại học Tokyo: “Theo những gì chúng tôi biết, đây là phát hiện đầu tiên về sự vận chuyển điện tử quang hợp trong lục lạp được cấy vào tế bào động vật”. Vận chuyển điện tử quang hợp là giai đoạn quang hợp tạo ra năng lượng của thực vật hoặc tảo.

Ông nói thêm: “Chúng tôi nghĩ rằng lục lạp sẽ được tế bào động vật tiêu hóa trong vòng vài giờ sau khi được đưa vào cơ thể”. “Tuy nhiên, những gì chúng tôi phát hiện là chúng tiếp tục hoạt động tới hai ngày và sự vận chuyển điện tử của hoạt động quang hợp đã xảy ra.”

Các nhà nghiên cứu đã xác nhận điều này bằng cách phân tích lục lạp trong tế bào chuột đồng thông qua một số kỹ thuật hình ảnh và áp dụng phương pháp sử dụng xung ánh sáng để chứng minh rằng quá trình vận chuyển điện tử quang hợp thực sự đang diễn ra. Họ viết trong nghiên cứu: “Chúng tôi suy đoán rằng lục lạp được kết hợp vào tế bào động vật có thể vẫn ổn định và liên tục tạo ra năng lượng bất kể điều kiện môi trường”.

Mặc dù ý tưởng về động vật sử dụng năng lượng mặt trời rất hấp dẫn nhưng thực tế đó không phải là mục tiêu; tầm nhìn của nhóm về ứng dụng công nghệ này trong tương lai sẽ thực tế hơn. Họ gợi ý rằng “các động vật phẳng”, như chúng được gọi, có thể được tích hợp vào kỹ thuật mô nhân tạo. Mô được nuôi trong phòng thí nghiệm đôi khi gặp khó khăn trong việc phát triển do thiếu oxy, vấn đề này có thể được giải quyết bằng cách đưa vào các tế bào động vật quang hợp.

“Các mô được nuôi cấy trong phòng thí nghiệm, chẳng hạn như các cơ quan nhân tạo, thịt và tấm da nhân tạo, được tạo thành từ nhiều lớp tế bào. Tuy nhiên, có một vấn đề là chúng không thể tăng kích thước do tình trạng thiếu oxy (mức oxy thấp) bên trong mô, ngăn cản sự phân chia tế bào”, Matsunaga giải thích. “Bằng cách trộn vào các tế bào được cấy ghép lục lạp, oxy có thể được cung cấp cho tế bào thông qua quá trình quang hợp, bằng chiếu xạ ánh sáng, từ đó cải thiện các điều kiện bên trong mô để có thể phát triển.”

Các nhà nghiên cứu lưu ý rằng các tế bào chuột đồng được truyền lục lạp cũng có tốc độ tăng trưởng cao hơn, điều này cho thấy rằng lục lạp đã truyền nguồn carbon (nhiên liệu) cho tế bào động vật ngoài oxy.

Nhóm dự định tiếp tục nghiên cứu đột phá về các tế bào “căn hộ” này. Ai biết được—có thể trong tương lai, cây trồng trong nhà của bạn sẽ không phải là cây duy nhất được phơi nắng để tăng cường sức sống.