摘要：

日本科学家创造了动植物杂交细胞，本质上是制造出能够像植物一样从阳光中获取能量的动物细胞。这一突破可能对培育用于移植的器官和组织或实验室培育的肉类产生重大益处。

嵌入叶绿体（品红色）的动物细胞荧光显微镜图像 R. Aoki， Y. Inui， Y. Okabe et al. 2024/ 《日本科学院院刊》B 辑

动物细胞和植物细胞内部有不同的能量产生结构。对于动物来说，那就是线粒体，它将食物中的化学能转化为我们细胞可以使用的形式。与此同时，植物和藻类使用叶绿体，叶绿体进行光合作用，从阳光中产生能量，为细胞提供动力。

在东京大学领导的一项新研究中，研究小组将叶绿体插入动物细胞，发现它们至少持续两天进行光合作用。叶绿体来自红藻，而动物细胞则来自仓鼠。

之前的研究已经成功将叶绿体移植到酵母中，赋予它们新的光合作用能力。但那是一种真菌——在动物身上这样做是下一个层次。

研究团队将仓鼠细胞和分离的叶绿体一起培养了两天，然后通过寻找叶绿素的迹象来检查动物细胞是否吸收了它们。这种化合物在叶绿体中起着关键作用，但通常不应该存在于动物细胞中，因此它的存在很好地表明该方法是有效的。方便的是，它会在某些波长的光下自然发出荧光。

当研究小组用一种特定类型的激光照射细胞时，他们很快就看到了仓鼠细胞内的叶绿素——以及叶绿体。使用另一种称为脉冲幅度调制荧光测定的技术，他们证实叶绿体仍在进行光合作用。

“据我们所知，这是首次报道在植入动物细胞的叶绿体中检测到光合电子传递，”该研究的通讯作者松永佐弘教授说。“我们认为叶绿体在被植入动物细胞后数小时内就会被动物细胞消化。然而，我们发现它们可以持续运作长达两天，并且发生了光合作用的电子传递。”

有趣的是，研究小组还注意到，仓鼠细胞在与叶绿体一起培养时生长速度比平时快。这表明它们正在提供新的碳源，并可能暗示这些混合细胞的新潜在用途。

“我们相信这项工作将对细胞组织工程有用，”松永说。“实验室培养的组织，如人造器官、人造肉和皮肤片，是由多层细胞组成的。然而，存在一个问题，由于组织内部缺氧（低氧水平），它们无法增大，从而阻止细胞分裂。通过混入叶绿体植入细胞，可以通过光合作用、光照为细胞提供氧气，从而改善组织内部的条件，使其能够生长。”

这项研究发表在《日本学士院学报 B 系列》上。