หลายๆ คนรู้กันว่า พืชสามารถสร้างอาหารให้ตัวเองได้ ด้วยกระบวนการสังเคราะห์แสง และกระบวนการนี้ก็ยังสามารถช่วยลดก๊าสคาร์บอนไดออกไซด์ได้อีกด้วย ทำให้นักวิทยาศาสตร์ได้มีแนวความคิดในการทำให้สัตว์สามารถสังเคราะห์แสงได้เหมือนพืช
Sachihiro Matsunaga ศาสตราจารย์จากมหาวิทยาลัยโตเกียว ญี่ปุ่น ผู้เขียนงานวิจัย กล่าวว่า งานวิจัยที่ได้เผยแพร่ในวารสาร Proceedings of the Japan Academy, Series B ในการพัฒนาเซลล์สัตว์ให้สังเคราะห์แสงได้เหมือนเซลล์พืช เกิดขึ้นจากการนำ “คลอโรพลาสต์” จากสาหร่ายใส่เข้าไปในเซลล์ของหนูแฮมสเตอร์ และทำให้เซลล์สัตว์เหล่านี้สามารถสังเคราะห์แสงได้คล้ายกับพืช ซึ่งหมายความว่า “สัตว์จะสามารถสร้างอาหารเลี้ยงตัวเองได้ และยังช่วยลดคาร์บอนดออกไซด์และยังปล่อยออกซิเจนออกมา”
พืชส่วนใหญ่รวมถึงสาหร่ายนั้น ใช้คลอโรพลาสต์ในการเปลี่ยนแสงอาทิตย์ ซึ่งเป็นการผสมกับน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์ และกลายเป็นเป็นคาร์โบไฮเดรตที่จำเป็นต่อการเจริญเติบโต พร้อมกับปล่อยออกซิเจนออกมาเป็นผลพลอยได้ กระบวนการเหล่านี้เป็นที่รู้จักกันดีในชื่อ “การสังเคราะห์แสงของพืช” ที่ไม่มีใครสามารถเลียนแบบได้
แม้จะเคยมีการววิจัยในลักษณะนี้มาก่อนหน้านี้ และล้มเหลวมาหลายทศวรรษ เนื่องจากสิ่งที่เป็นอุปสรรคที่สุดคือ ระบบภูมิคุ้มกันของสัตว์มีแนวโน้มจะจัดการกับคลอโรพลาสต์จากพืชในทันทีที่มันเข้าไปในเซลล์ เพราะเป็นสิ่งแปลปลอมของร่างกายสัตว์ และแม้ว่าคลอโรพลาสต์จะรอดจาภูมิคุ้มกันได้ แต่ก็ต้องเจอกับอุณหภูมิในเซลล์สัตว์ที่สูงเฉลี่ย 37°C
แต่ในการทดลองที่ประสบความสำเร็จนี้ นักวิทยาศาสตร์ได้แยกคลอโรพลาสต์ของสาหร่ายสีแดงชนิดหนึ่งที่ชื่อว่า Cyanidioschyzon merolae หรือเรียกสั้นๆ ว่า schyzon มันเติบโตในบ่อน้ำพุร้อนของภูเขาไฟในอิตาลี และสามารถสังเคราะห์แสงได้ในอุณหภูมิที่สูงกว่า 37°C
แทนที่จะบังคับให้คลอโรพลาสต์ของ schyzon เข้าไปในเซลล์สัตว์โดยตรง ทีมวิจัยได้นำมันไปเลี้ยงในเซลล์รังไข่ของหนูแฮมสเตอร์แทน ตามรายงานระบุว่าในเวลาการเพาะเลี้ยงร่วมกัน 2 วัน เซลล์ 1% จากทั้งหมดได้กลายเป็นเซลล์ที่มีคลอโรพลาสต์สูง และอีก 20% ที่เหลือก็มีคลอโรพลาสต์อยู่ในเซลล์จำนวน 1-3 เซลล์
จากนั้นนำมันมาวิเคราะห์ด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนเพื่อตรวจกิจกรรมการสังเคราะห์ มันชี้ให้เห็นอย่างชัดเจนว่าอิเล็กตรอนมีความเคลื่อนไหวและการวัดด้วยฟลูออโรเมทรีแบบปรับแอมพลิจูดพัลสส์ยืนยันว่า คลอโรพลาสต์สามารถผลิตพลังงานได้จริงภายในเซลล์โฮสต์ใหม่
“(ในตอนแรก) เราคิดว่าคลอดรพลาสต์จะถูกย่อยโดยเซลล์สัตว์ภายในไม่กี่ชั่วโมงหลังจากถูกใส่เข้าไป” Matsunaga กล่าว “อย่างไรก็ตามสิ่งที่เราพบก็คือคลอโรพลาสต์ยังคงทำงานต่อไปนาน 2 วัน และเกิดการลำเลียงอิเล็กตรอนของกิจกรรมการสังเคราะห์แสง”
…. Sachihiro Matsunaga ศาสตราจารย์จากมหาวิทยาลัยโตเกียว ผู้เขียนงานวิจัย กล่าว
ความสำเร็จในงานวิจัยนี้ ไม่ได้หมายความว่าเราจะมีฝูงสัตว์ที่สังเคราะห์แสงได้เร็วๆ นี้ แต่มันจะมาเปลี่ยนวงการเกี่ยวกับการสร้างเนื้อเยื่อ การผลิตยา และทางการแพทย์อื่นๆ ทีมนักวิทยาศาสตร์พบว่าเซลล์ที่สังเคราะห์แสงนี้ มีอัตราการเติบโตที่เพิ่มขึ้นอย่างน่าประทับใจ และคาดว่าเซลล์สัตว์จะมาเปลี่ยนอนาคตที่จะสามารถช่วยให้ลดการปล่อยคาร์บอนสู่สิ่งแวดล้อมได้น้อยลง
ข้อมูล - รูปอ้างอิง
- iflscience.com (Photosynthesis In Animal Cells Achieved For The First Time Using Implanted Chloroplasts)
- newatlas.com (Plant-animal hybrid cells make solar-powered tissues, organs or meat)
- phys.org (Solar-powered animal cells: Combining chloroplasts from algae with hamster cells)
