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光合哺乳動(dòng)物細(xì)胞減緩?fù)诵行约膊世界熱文

時(shí)間：2023-06-06 00:18:26     來源：互聯(lián)網(wǎng)


(資料圖片僅供參考)

研究人員通過將植物來源的葉綠體的基本成分移植到軟骨細(xì)胞中，生成了可進(jìn)行光合作用的哺乳動(dòng)物細(xì)胞。當(dāng)移植到患有骨關(guān)節(jié)炎的小鼠的退化軟骨細(xì)胞中時(shí)，光反應(yīng)系統(tǒng)會(huì)驅(qū)動(dòng)合成代謝，防止疾病進(jìn)展。

這種策略不僅展示了臨床實(shí)用性，還可以通過使用由不同類型的成熟哺乳動(dòng)物細(xì)胞制成的膜涂層來治療多種退行性疾病。它還對(duì)生產(chǎn)生物燃料和生物材料有影響?！拔覀冋J(rèn)為這項(xiàng)工作表明，即使是對(duì)天然生物材料進(jìn)行相對(duì)有限的人工修飾，也可以為各種應(yīng)用實(shí)現(xiàn)特定功能，”第一作者陳鵬飛和資深作者林先峰在相應(yīng)的研究簡(jiǎn)報(bào)中寫道。

基本合成代謝

為了驅(qū)動(dòng)細(xì)胞合成代謝以產(chǎn)生復(fù)雜分子，需要有足夠的能量(ATP)和還原劑(NADPH)。植物在類囊體的光合作用過程中產(chǎn)生ATP和NADPH，類囊體是一種在植物細(xì)胞葉綠體內(nèi)發(fā)現(xiàn)的囊。

功能失調(diào)的合成代謝是許多疾病的征兆。一些疾病治療旨在讓合成代謝再次進(jìn)行，并補(bǔ)充身體對(duì)這些分子的供應(yīng)。但很長一段時(shí)間以來，很難找到一種方法來修復(fù)不能正常工作的合成代謝，并在它們不夠高時(shí)提高ATP和NADPH的水平。簡(jiǎn)而言之，在臨床治療學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)中，很難將能量提供給細(xì)胞?；疾〖?xì)胞需要以可控的方式獲得適量的這些物質(zhì)。

光合哺乳動(dòng)物細(xì)胞

為了增加動(dòng)物細(xì)胞中ATP和NADPH的供應(yīng)，浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員從稱為納米類囊體單位(NTU)的葉綠體中創(chuàng)建了納米級(jí)結(jié)構(gòu)。為了克服免疫監(jiān)視，他們表明移植包被在目標(biāo)細(xì)胞群膜上的NTU是可能且有用的。研究人員表明，將NTU移植到功能失調(diào)的軟骨細(xì)胞中可以恢復(fù)合成代謝。此外，將NTU移植到骨關(guān)節(jié)炎小鼠的軟骨細(xì)胞中可防止疾病進(jìn)展。

該策略也不僅限于軟骨細(xì)胞，還具有廣泛的臨床應(yīng)用。原則上，由于可互換的涂層策略，它具有普遍性，因此可用于治療多種退行性疾病。“我們希望進(jìn)行早期臨床試驗(yàn)，以測(cè)試NTU在退行性疾病中的作用，”作者寫道。

這種光合作用系統(tǒng)不僅可以用于醫(yī)學(xué)，還可以用來改變細(xì)胞的新陳代謝，從而產(chǎn)生生物燃料和其他有用的化學(xué)物質(zhì)。利用基于光合作用系統(tǒng)的納米技術(shù)促進(jìn)細(xì)胞的新陳代謝，可以增加生物燃料的產(chǎn)量，同時(shí)降低成本。這可以減少對(duì)化石燃料的需求，進(jìn)而減少釋放到空氣中的導(dǎo)致氣候變化的二氧化碳和其他氣體的數(shù)量。該技術(shù)還可用于構(gòu)建化學(xué)合成平臺(tái)——例如，在不產(chǎn)生二氧化碳的情況下利用資源制造化學(xué)試劑。

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