Питаться» чистым светом теперь возможно: зачем китайские ученые дали эту суперспособность животным?
Исследователи-медики Чжэцзянского университета совершили такое, что совсем недавно считалось чистой фантастикой. Китайские ученые забрали у растений их главный козырь (способность улавливать солнечный свет и превращать его в энергию) и подарили эту способность больным животным. Крысы и кролики с тяжелыми трудноизлечимыми заболеваниями получили инъекцию растительных наночастиц. Так, внутри клеток подопытных животных заработали крошечные солнечные батареи. Результат оказался настолько потрясающим, что многие эксперты заявили: медицина получила новый прорывной, почти фантастический инструмент.
Давайте же заглянем внутрь первой попавшейся живой клетки. Это своего рода хорошо отлаженный цех, где главную работу выполняют два механизма-органеллы. Митохондрии добывают львиную долю клеточной энергии, а эндоплазматический ретикулум производит белки и жиры. Пока эти механизмы действуют в связке, клетка здорова и бодра. Но стоит случиться метаболическому стрессу, например, из-за болезни или старения, то их синхронная работа идет вразнос. Со временем забарахливших клеток становится все больше и больше, запускается цепная реакция поломок, и в итоге весь организм животного тяжело заболевает.
Растениям, в отличие от животных, в этом плане гораздо проще. Кроме митохондрий, у них имеются хлоропласты, в которых происходит фотосинтез. Благодаря этому уникальному дуэту растительные клетки легко переносят экстремальную жару, засуху и даже засоление почвы.

Хлоропласты — секретное оружие растений
Поэтому китайские ученые решили победить эту несправедливость и подарить животным клеткам растительную суперсилу. А именно: умение использовать свет для поддержания порядка в клетках во время стрессовой ситуации. В ходе экспериментов был найден изящный способ обмануть природу. Исследователи из КНР не стали скрещивать растения с животными, а воспользовались самыми последними достижениями наноинженерии.
Секретным оружием ученых стали нанотилакоидные единицы, извлеченные из растений. Тилакоиды — это мембранные мешочки внутри хлоропластов, где происходит самая важная часть фотосинтеза, его светозависимая стадия.
Сами по себе эти частицы для организма животного чужие, иммунная система быстро их уничтожит. Поэтому исследователи разработали хитрую упаковку: они заключили нанотилакоиды в наночастицы, покрытые клеточной мембраной. Такая оболочка обеспечивает адресную доставку прямо к больным клеткам и позволяет незаметно проскочить мимо иммунного дозора.

Поэтапный процесс внедрения светоактивируемых наночастиц растительного происхождения в клетки животных
Первыми подопытными стали крысы с дегенерацией межпозвоночных дисков. При этом заболевании митохондрии и эндоплазматический ретикулум перестают нормально общаться. И едва вживленные наночастицы активировали светом, они восстановили нарушенную сеть взаимодействия между органеллами. Клетки ожили, симптомы отступили.
Ученые констатировали: эксперимент удался на славу. Но некоторые проблемы остались нерешенными. Например, внешний свет не проникает вглубь крупного организма, поэтому трюк с кроликами и крысами был бы явно недостаточным для лечения человека или больших животных.
Тогда китайская команда пошла дальше и создала имплантируемые светодиоды с беспроводной подзарядкой. Эти миниатюрные лампочки подключаются к смартфону для удаленного управления — хирург или даже сам пациент сможет включать их, когда нужно, прямо через приложение.
Новую комбинацию (нанотилакоиды плюс имплантат) испытали на кроликах с тем же заболеванием. Результат повторился: светодиоды отлично подсветили глубокие ткани, растительные наночастицы запустили фотосинтез, и симптомы дегенерации снова ушли. Ученые получили работающий метод для терапии глубокозалегающих органов.
Сами авторы не ожидали, что будет такой мощный прорыв. Новый способ позволяет бороться с целым классом болезней, где метаболический стресс разрывает нормальные связи между митохондриями и эндоплазматическим ретикулумом. Артрит, нейродегенеративные расстройства, мышечные дистрофии — в каждом из этих случаев инновационная технология способна сыграть свою положительную роль. А ведь этими болезнями страдают миллионы и даже миллиарды жителей планеты.

Митохондрии — клеточные энергостанции
Исследователи подчеркивают главный вывод: имплантация фотосинтезирующих систем растительного происхождения в клетки млекопитающих эффективно восстанавливает сломанные связи между двумя ключевыми органеллами. И это делают не химические лекарства, а настоящий, пусть и очень слабый, фотосинтез внутри животной ткани.
Это совершенно иной подход к лечению тяжелых заболеваний. Это полная перезагрузка клеток. И он имеет огромные перспективы, так как использует природную систему фотосинтеза. Эксперты прогнозируют: в паре с беспроводными светодиодами-имплантами новая технология очень скоро будет применяться в больницах. Да, пока эксперименты проведены на кроликах и крысах, но первый серьезный шаг уже сделан.
Растительная суперспособность
Давайте же заглянем внутрь первой попавшейся живой клетки. Это своего рода хорошо отлаженный цех, где главную работу выполняют два механизма-органеллы. Митохондрии добывают львиную долю клеточной энергии, а эндоплазматический ретикулум производит белки и жиры. Пока эти механизмы действуют в связке, клетка здорова и бодра. Но стоит случиться метаболическому стрессу, например, из-за болезни или старения, то их синхронная работа идет вразнос. Со временем забарахливших клеток становится все больше и больше, запускается цепная реакция поломок, и в итоге весь организм животного тяжело заболевает.
Растениям, в отличие от животных, в этом плане гораздо проще. Кроме митохондрий, у них имеются хлоропласты, в которых происходит фотосинтез. Благодаря этому уникальному дуэту растительные клетки легко переносят экстремальную жару, засуху и даже засоление почвы.

Хлоропласты — секретное оружие растений
Поэтому китайские ученые решили победить эту несправедливость и подарить животным клеткам растительную суперсилу. А именно: умение использовать свет для поддержания порядка в клетках во время стрессовой ситуации. В ходе экспериментов был найден изящный способ обмануть природу. Исследователи из КНР не стали скрещивать растения с животными, а воспользовались самыми последними достижениями наноинженерии.
Как починить поврежденные клетки?
Секретным оружием ученых стали нанотилакоидные единицы, извлеченные из растений. Тилакоиды — это мембранные мешочки внутри хлоропластов, где происходит самая важная часть фотосинтеза, его светозависимая стадия.
Сами по себе эти частицы для организма животного чужие, иммунная система быстро их уничтожит. Поэтому исследователи разработали хитрую упаковку: они заключили нанотилакоиды в наночастицы, покрытые клеточной мембраной. Такая оболочка обеспечивает адресную доставку прямо к больным клеткам и позволяет незаметно проскочить мимо иммунного дозора.

Поэтапный процесс внедрения светоактивируемых наночастиц растительного происхождения в клетки животных
Первыми подопытными стали крысы с дегенерацией межпозвоночных дисков. При этом заболевании митохондрии и эндоплазматический ретикулум перестают нормально общаться. И едва вживленные наночастицы активировали светом, они восстановили нарушенную сеть взаимодействия между органеллами. Клетки ожили, симптомы отступили.
Ученые констатировали: эксперимент удался на славу. Но некоторые проблемы остались нерешенными. Например, внешний свет не проникает вглубь крупного организма, поэтому трюк с кроликами и крысами был бы явно недостаточным для лечения человека или больших животных.
Тогда китайская команда пошла дальше и создала имплантируемые светодиоды с беспроводной подзарядкой. Эти миниатюрные лампочки подключаются к смартфону для удаленного управления — хирург или даже сам пациент сможет включать их, когда нужно, прямо через приложение.
Новую комбинацию (нанотилакоиды плюс имплантат) испытали на кроликах с тем же заболеванием. Результат повторился: светодиоды отлично подсветили глубокие ткани, растительные наночастицы запустили фотосинтез, и симптомы дегенерации снова ушли. Ученые получили работающий метод для терапии глубокозалегающих органов.
Не лечение, а полная перезагрузка
Сами авторы не ожидали, что будет такой мощный прорыв. Новый способ позволяет бороться с целым классом болезней, где метаболический стресс разрывает нормальные связи между митохондриями и эндоплазматическим ретикулумом. Артрит, нейродегенеративные расстройства, мышечные дистрофии — в каждом из этих случаев инновационная технология способна сыграть свою положительную роль. А ведь этими болезнями страдают миллионы и даже миллиарды жителей планеты.

Митохондрии — клеточные энергостанции
Исследователи подчеркивают главный вывод: имплантация фотосинтезирующих систем растительного происхождения в клетки млекопитающих эффективно восстанавливает сломанные связи между двумя ключевыми органеллами. И это делают не химические лекарства, а настоящий, пусть и очень слабый, фотосинтез внутри животной ткани.
Это совершенно иной подход к лечению тяжелых заболеваний. Это полная перезагрузка клеток. И он имеет огромные перспективы, так как использует природную систему фотосинтеза. Эксперты прогнозируют: в паре с беспроводными светодиодами-имплантами новая технология очень скоро будет применяться в больницах. Да, пока эксперименты проведены на кроликах и крысах, но первый серьезный шаг уже сделан.
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
Возможно, целлофановые пчелы — спасение человечества: они миллионы лет делают то, что нужно нам как воздух
Поразительно, но удивительный продукт ученые нашли почти полвека назад, но почему-то до последнего времени не обращали на него внимания...
Тайна скифской ДНК: что поразило российских ученых, когда они заглянули в геном легендарных кочевников древности
Оказалось, что 2500 лет подряд историки ошибались в происхождении этого народа. Теории и учебники придется серьезно переписать...
Новый рецепт апокалипсиса: даже небольшая ядерная боеголовка на орбите гарантировано выведет из игры 99% аппаратов за считаные дни
Однако самое опасное, по словам ученых, начнется позже. Почему космос будет фактически закрыт?...
Ненужный рай: 1500-километровое путешествие показало, почему древние люди обходили стороной Зеленую Аравию
Выяснилось, что питьевая вода еще не делает местность пригодной для жилья. Племенам из древности требовалось еще кое-что необходимое...
Назад в будущее: в России вернут проводное радио. Зачем? Почему спорят эксперты?
В технологию уже вложено более миллиарда рублей, а МЧС называет проводное радио лучшим способом оповещения на сегодня...
Древние майя настолько любили красный цвет, что в итоге эта страсть, возможно, стала одной из причин гибели цивилизации
Ученые нашли доказательства, как яркая краска способствовала краху великой империи...
Авиация в США наконец-то уходит… с дискет: почему так поздно и как с этим обстоят дела в России?
Американцы потратили на выход из 90-х чудовищные суммы, но далеко не факт, что все заработает в срок и как надо...
Настоящий Ковчег Завета, возможно, спрятан в Эфиопии: почему его может видеть только один человек?
Этой истории 3000 лет, но она до сих пор далека от своего завершения...
Загадочный астероид неожиданно ускорился: у астрофизиков заканчиваются объяснения и гипотезы
Пожалуй, это самый интересный космический детектив за последнее время, и пока он далек до финала...
Наша Вселенная скреплена невидимым галактическим клеем: и без него нас бы не было
По словам ученых, «склеивание» произошло уже в первые секунды существования мироздания...
Парадокс Древнего Перу: жили мирно, но при этом приносили массовые и жестокие человеческие жертвы. Почему?
Ученый рассказал, какую роль в истории сыграл Эль-Ниньо и почему ритуальные убийства совершали «без гнева и конфликта»...
Усиленно боролись за чистоту, но просчитались: как роковая ошибка властей поставила под угрозу целый средневековый город
Норвежский Тронхейм был самым чистым в Европе, однако руководству города этого показалось мало. Хотели как лучше, а получилось как всегда...
В России создана революционная упаковка: молоко будет свежим целый месяц
Разбираемся: не испортился ли вкус продукта и когда ожидать чудо-пачки в продаже...
Выход на новый уровень: почему Россия возрождает проводное радио, а Китай давно прокачал этот вид связи
У старой технологии обнаружился огромный потенциал, который поможет миллионам людей...