Группа китайских ученых совершила небывалый научный прорыв. Исследователи из Чжэцзянского университета наделили клетки млекопитающих уникальным свойством зеленых растений — превращать воду и углекислый газ в кислород и пищу с помощью солнечного света.
Открытие может перевернуть всю медицину. Теперь можно оживлять поврежденные болезнями животные клетки. А в перспективе можно будет в лаборатории вырастить супермена, невосприимчивого к боли и инфекциям.
Скоро можно будет забыть про остероартроз и склероз
Ученые из Чжэцзянского университета выделили из молодых листьях шпината молекулы, отвечающие на фотосинтез — так называемые тилакоиды. И не просто выделили, но и «пересадили» животным. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.
Тилакоиды давно привлекают внимание ученых со всего мира. Уже доказано, что это уникальные вещества — они позволяют лечить ожирение и даже замедлять раковые процессы в кишечнике. Тилакоиды тормозят процесс переваривания пищи и стимулируют выработку в жировой ткани полезных «гормонов сытости» — лептинов.
Теперь же шпинат, похоже, удастся «скрестить» с животными. Выделенную в лаборатории молекулярную систему «пересадили» в хрящевые клетки (хондроциты) мышей, страдающих артритом.
Оказалось, что модифицированные клетки после воздействия света помогают улучшить метаболический процесс, при котором сложные молекулы синтезируются из более простых с накоплением энергии. Во время фотосинтеза вода окисляется, высвобождая электроны, которые передаются двум молекулам, известным как АТФ и НАДФН — именно они играют ключевую роль в процессе образования пищи.
Исследователи «упаковали» молекулярную структуру в специальную мембрану наноразмера. Эта мембрана стала своеобразным камуфляжем, чтобы иммунная система грызунов не отторгала имплантат как инородное тело.
По словам исследователей, при артрите разрушаются молекулярные системы, вырабатывающие энергию внутри клеток. Однако фотосинтез растений способен воспроизводить необходимые молекулы. «Пересаженные» в дегенерирующие хондроциты растительные молекулы устраняет энергетический дисбаланс, восстанавливает клеточный метаболизм и защищают от хронического воспаления суставов.
— Использование естественной фотосинтетической системы в качестве терапевтической стратегии при дегенеративных заболеваниях — это выдающееся достижение, — говорит рецензент статьи китайских ученых Франсиско Сехудо из Севильского университета.
По его словам, молекулярные «импланты» позволят лечить самые разные дегенеративные заболевания суставов — остеоартрозы. На следующем этапе тилакоиды из шпината можно применять и при дегенеративных болезнях нервной системы — а это болезни Паркинсона, Альцгеймера, Гентингтона, рассеянный склероз и многие другие. Чем выше средний возраст жителей земли, тем чаще эти болезни поражают людей.
Исследовательская группа уже подала заявку на международный медицинский патент, чтобы превратить лабораторную разработку в конкретную медуслугу, сообщил Чжэцзянский университет в своем аккаунте WeChat. К слову, по ссылке вы сможете купить качественные рации.
Накормить все человечество можно без полей, пестицидов и парниковых газов
Китайские ученые давно изучают фотосинтез — уникальный биохимический процесс, который отличает растения от животных. Недавно китайские ученые впервые сообщили о новом способе синтеза искусственного крахмала из двуокиси углерода. Соответствующие результаты были опубликованы в журнале Science.
Новый способ позволяет сделать производство крахмала более быстрым и эффективным. Крахмал является основным компонентом зерна, а также важным промышленным сырьем.
В настоящее время его получают из таких сельскохозяйственных культур, как кукуруза. Образуется крахмал в растении в результате фотосинтеза, который, в свою очередь, включает в себя около 60 биохимических реакций, а также сложную физиологическую регуляцию. Теоретическая эффективность преобразования энергии этого процесса составляет всего около 2%.
Стратегии устойчивого производства крахмала и использования углекислого газа (он напрямую отвечает за парниковый эффект) срочно необходимы для преодоления основных проблем человечества, таких как продовольственный кризис и изменение климата. Ученые во всем мире заняты разработкой новых биохимических способов, отличных от фотосинтеза растений, для преобразования углекислоты в крахмал.
Ученые из Тяньцзиньского института промышленной биотехнологии Китайской академии наук придумали, как «сократить» фотосинтез с 60 до 11 химических реакций. Для этого использовали специальные катализаторы — химические и биологические.
Лабораторный способ позволяет производить крахмал из атмосферной углекислоты с эффективностью, в 8,5 раз превышающей биосинтез крахмала в кукурузе. Это обеспечивает научную основу для создания новых биосистем, которых даже естественная эволюция не создала за миллионы лет.
— Годовое производство крахмала в нашем биореакторе объемом в один кубометр теоретически соответствует годовому выходу крахмала при выращивании одной трети гектара кукурузы, — рассказывает ведущий автор исследования Цай Тао из Тяньцзиньского института.
Если в будущем общая стоимость биореактора может быть снижена до уровня, экономически сопоставимого с сельскохозяйственными посадками, это позволит сэкономить более 90% обрабатываемых земель и ресурсов пресной воды.
Если крахмал начнут производить не растения в естественной природе, а биореакторы на заводах, то не нужны будут больше пестициды и удобрения И в конечном итоге накормить все человечество удастся без вреда для природы, как сейчас.
