Fotosyntetický křeček. Fluorescenční mikroskopický snímek živočišných buněk s vloženými chloroplasty (purpurová). Kredit: Aoki et al. (2024), PJA Series B.

Buňky živočichů a rostlin se navzájem liší v tom, jak pracují s energií. Zatímco jak živočišné tak i rostlinné buňky mají k dispozici mitochondrie, dávno ochočené bakterie, které generují energii buněčným dýcháním, tedy spalováním cukrů, rostlinné buňky kromě toho využívají soužití s dalšími, ne tak dávno ochočenými bakteriemi, chloroplasty, které umí fotosyntézu, neboli syntézu cukrů z jednoduchých anorganických látek a energie slunečního svitu.

Sachihiro Matsunaga. Kredit: S. Matsunaga.

Živočišné a rostlinné buňky se samozřejmě liší i v řadě dalších věcí, nemluvě o tom, že vytvářejí odlišné tkáně a orgány. Během historie života se jejich cesty rozešly už dávno, i když také nezapřou společný původ, protože obě tyto velké skupiny organismů náležejí mezi eukaryota. Co by se ale stalo, kdyby někdo vytáhl chloroplasty, typicky záležitost rostlin, a nacpal je do živočišných buněk?

Výzkumný tým vedený odborníky japonské University of Tokyo se s tím nepáral a prostě to udělal. Vzali buňky z křečka a vložili do nich chloroplasty z ruduchy. Ukázalo se, že to živočišné buňky i chloroplasty zvládnou a fungují dál, přinejmenším dva dny. Živočišné buňky tím pádem získaly fotosyntézu.

Logo. Kredit. University of Tokyo.

Nebylo to poprvé, kdy se někdo o něco takového pokusil. Biologové jsou všeteční. Na jaře 2022 Angad Mehta z americké University of Illinois Urbana-Champaign a jeho kolegové vytvořili chiméry kvasinek se sinicemi, čímž získali fotosyntetické kvasinky. Jsou to sice houby, tedy blízcí příbuzní živočichů, ale stejně. Buňky z křečka jsou postupem do vyššího levelu.

Japonský tým, který vedl Sachihiro Matsunaga, na to šel vlastně docela jednoduše. Smíchali buňky křečků a chloroplasty z ruduchy dohromady a kultivovali je společně. Když pak pomocí fluorescence pátrali po chlorofylu v buňkách křečků, měli úspěch. Byl tam, což znamenalo, že tam byly i chloroplasty a dělaly fotosyntézu na plný plyn. Je to poprvé, kdy se něco takového povedlo, alespoň pokud je známo.

Matsunaga si pochvaluje, že to vlastně dopadlo nad očekávání. S kolegy si původně mysleli, že křeččí buňky chloroplasty během pár hodin sežerou. Nejenom že k tomu nedošlo, ale také se ukázalo, že chimérické živočišné buňky rostou lépe než obvykle. Matsunaga věří, že takové buňky, které mají živočišnou povahu, ale mohou získávat energii fotosyntézou a současně dodávat okolním buňkám kyslík, bude možné využít v buněčném a tkáňovém inženýrství, při výrobě umělých tkání, orgánů nebo třeba laboratorního masa.

Video: How mitochondria replicate similarly in different species

Literatura

New Atlas 30. 10. 2024.

Proceedings of the Japan Academy, Series B online 31. 10. 2024.