浙大科研團隊成功將光合作用搬進動物細胞
【科技前沿】
光明日報杭州12月8日電(見習(xi) 記者劉習(xi) 記者陸健)動物細胞也可能擁有和植物一樣的光合作用,逆轉細胞退變衰老的“時光之門”被敲開。北京時間12月8日,浙江大學醫學院附屬邵逸夫醫院原創性科研成果被國際期刊《自然》雜誌以長文(Article)形式刊登,成為(wei) 國內(nei) 首篇登上《自然》雜誌的骨科研究文章。
浙江大學醫學院附屬邵逸夫醫院骨科林賢豐(feng) 醫師、範順武教授團隊與(yu) 浙江大學化學係唐睿康教授團隊成功從(cong) 菠菜中提取了具有光合作用的“生物電池”——類囊體(ti) ,並在國際上首次實現植物的類囊體(ti) 跨物種遞送到動物體(ti) 衰老病變的細胞內(nei) ,讓動物細胞也擁有植物光合作用的能量。
數十億(yi) 年來,類囊體(ti) 成為(wei) 植物進化出的近乎完美的能量供應細胞器,是一個(ge) 可控、穩定生成ATP(腺嘌呤核苷三磷酸)和NADPH(還原型輔酶Ⅱ)的能量工廠。而越來越多的研究發現,動物細胞能量不足是組織衰老和退行性疾病發生發展的關(guan) 鍵原因,ATP和NADPH是細胞再生修複不可或缺的能量貨幣和物質貨幣。
研究團隊通過跨學科技術手段,曆經一年多的實驗和測試分析,係統地驗證了軟骨細胞膜包封的納米類囊體(ti) 不僅(jin) 可以有效地逃避免疫係統清除,還能夠被退變的軟骨細胞選擇性攝取。通過體(ti) 外無創化光照治療,實現精確增強退變軟骨細胞內(nei) 的ATP、NADPH水平並能維持足夠的“續航”能力,從(cong) 而重塑軟骨細胞的合成代謝,實現退行性骨關(guan) 節炎等疾病的治療。
《自然》雜誌編輯George Caputa評價(jia) 道:“如何向細胞輸送能量一直是細胞生物學和臨(lin) 床醫學的巨大難題,並且實現特定代謝物含量的正確補給是臨(lin) 床治療的持久性挑戰。有什麽(me) 能夠比遞送經過數十億(yi) 年生命進化的工廠——類囊體(ti) 去解決(jue) 上述難題更好的辦法呢?”論文評審專(zhuan) 家Francisco Cejudo認為(wei) :“這項工作的傑出之處在於(yu) 研究團隊成功地將植物‘微型細胞器’種間移植到了哺乳動物細胞。利用植物光合作用係統以依賴光能的方式在哺乳動物細胞中特異性供應ATP和NADPH的這一技術,是一項令人興(xing) 奮的成就,它開辟了代謝工程的可能性。”
據悉,同期《自然》“研究簡報(Research briefing)”欄目發表了《植物細胞裝置實現了代謝物向哺乳動物細胞轉移》一文,對該研究成果進行了宣傳(chuan) 報道和積極評價(jia) 。目前,研究團隊已同步遞交了發明專(zhuan) 利並著手進行產(chan) 品轉化。
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