Científicos japoneses logran que células de mamíferos realicen fotosíntesis.

Científicos japoneses logran que células de mamíferos realicen fotosíntesis.

Investigadores de la Universidad de Tokio han logrado un hito en la ciencia al crear células animales capaces de realizar fotosíntesis. Este avance consiste en la combinación de cloroplastos de algas rojas con células de hámster, permitiendo que estas últimas utilicen la luz para producir energía y oxígeno. El estudio, dirigido por el profesor Sachihiro Matsunaga, se publicó en la revista Matter y podría tener aplicaciones en medicina regenerativa e ingeniería de tejidos.

¿Qué es la fotosíntesis y por qué es importante?

La fotosíntesis es el proceso mediante el cual las plantas, algas y algunas bacterias convierten la luz solar en energía. Este mecanismo es fundamental para la vida en la Tierra, ya que produce oxígeno y nutrientes esenciales. Sin embargo, los animales no pueden realizar fotosíntesis porque sus células carecen de cloroplastos, los orgánulos responsables de capturar la luz y convertirla en energía. Este estudio desafía esa limitación natural al incorporar cloroplastos funcionales en células animales.

Metodología del estudio

Para llevar a cabo este experimento, los científicos extrajeron cloroplastos de algas rojas, organismos acuáticos que realizan fotosíntesis de manera eficiente. Luego, los incorporaron en células de ovario de hámster chino (una línea celular ampliamente utilizada en investigación biológica).

Los investigadores observaron las células modificadas durante varios días para evaluar si los cloroplastos seguían funcionando dentro de ellas. Descubrieron que la actividad fotosintética persistía por al menos dos días, lo que demostró que los cloroplastos podían mantenerse activos dentro de las células animales. Además, detectaron la presencia de clorofila, un pigmento esencial para la fotosíntesis, dentro de estas células híbridas.

¿Por qué este descubrimiento es importante?

Este hallazgo es significativo porque podría revolucionar varios campos de la ciencia. A continuación, se presentan algunas de sus posibles aplicaciones:

  1. Medicina regenerativa: En la ingeniería de tejidos, uno de los principales desafíos es suministrar oxígeno a las células en tejidos artificiales. En algunos casos, el suministro de oxígeno es insuficiente, lo que impide el desarrollo adecuado de órganos creados en laboratorio. Al integrar células fotosintéticas en estos tejidos, podría ser posible producir oxígeno internamente con la simple exposición a la luz.
  2. Biotecnología y agricultura: En el futuro, podría desarrollarse una tecnología basada en esta investigación para mejorar cultivos o producir alimentos de manera más eficiente. Las células híbridas podrían desempeñar un papel clave en la mejora de la productividad de ciertos organismos.
  3. Estudios sobre la evolución celular: Este estudio también ayuda a comprender mejor la evolución de los orgánulos celulares. Se cree que, hace millones de años, algunas células eucariotas (como las que forman nuestro cuerpo) incorporaron bacterias fotosintéticas, dando lugar a los cloroplastos que hoy en día existen en plantas y algas. El experimento de Matsunaga y su equipo podría servir como modelo experimental para entender estos procesos evolutivos.

Limitaciones y desafíos

 

 

A pesar del éxito del experimento, hay algunos desafíos que deben superarse antes de que esta tecnología pueda ser aplicada en la medicina o la biotecnología. Algunos de ellos son:

  • Tiempo de funcionamiento: Actualmente, los cloroplastos solo permanecen activos en las células animales por dos días. Se necesita encontrar una manera de prolongar su funcionalidad para aplicaciones a largo plazo.
  • Integración celular: No está claro si las células animales pueden utilizar eficazmente los productos de la fotosíntesis sin efectos negativos.
  • Seguridad y viabilidad: Antes de cualquier aplicación clínica o industrial, se deben realizar estudios adicionales para garantizar la seguridad y viabilidad de este enfoque.

Conclusiones

El trabajo de la Universidad de Tokio representa un gran paso en la biotecnología y la medicina regenerativa. La creación de células animales con capacidad fotosintética podría revolucionar la producción de tejidos artificiales y la investigación sobre la evolución celular.

Aunque todavía quedan muchos desafíos por superar, este avance demuestra que la biología sintética tiene un potencial inmenso para transformar la ciencia y la medicina en los próximos años. Con investigaciones adicionales, podría ser posible utilizar este tipo de tecnología para crear soluciones innovadoras en salud y sostenibilidad.