日本科學家創造了動植物雜交細胞，本質上是製造出能夠像植物一樣從陽光中獲取能量的動物細胞。這項突破可能對培育用於移植的器官和組織或實驗室培育的肉類產生重大益處。

嵌入葉綠體（品紅色）的動物細胞螢光顯微鏡圖像R. Aoki， Y. Inui， Y. Okabe et al. 2024/ 《日本科學院院刊》B 輯

動物細胞和植物細胞內部有不同的能量產生結構。對動物來說，那就是粒線體，它將食物中的化學能轉化為我們細胞可以使用的形式。同時，植物和藻類使用葉綠體，葉綠體進行光合作用，從陽光中產生能量，為細胞提供動力。

在東京大學領導的一項新研究中，研究小組將葉綠體插入動物細胞，發現它們至少持續兩天進行光合作用。葉綠體來自紅藻，而動物細胞則來自倉鼠。

先前的研究已經成功將葉綠體移植到酵母菌中，賦予它們新的光合作用能力。但那是一種真菌——在動物身上這樣做是下一個層次。

研究團隊將倉鼠細胞和分離的葉綠體一起培養了兩天，然後透過尋找葉綠素的跡象來檢查動物細胞是否吸收了它們。這種化合物在葉綠體中起著關鍵作用，但通常不應該存在於動物細胞中，因此它的存在很好地表明該方法是有效的。方便的是，它會在某些波長的光下自然發出螢光。

當研究團隊以特定類型的雷射照射細胞時，他們很快就看到了倉鼠細胞內的葉綠素——以及葉綠體。使用另一種稱為脈衝幅度調製螢光測定的技術，他們證實葉綠體仍在進行光合作用。

「據我們所知，這是首次報導在植入動物細胞的葉綠體中檢測到光合電子傳遞，」該研究的通訊作者松永佐弘教授說。 “我們認為葉綠體在被植入動物細胞後數小時內就會被動物細胞消化。然而，我們發現它們可以持續運作長達兩天，並且發生了光合作用的電子傳遞。”

有趣的是，研究團隊也注意到，倉鼠細胞在與葉綠體一起培養時生長速度比平常快。這表明它們正在提供新的碳源，並可能暗示這些混合細胞的新潛在用途。

「我們相信這項工作將對細胞組織工程有用，」松永說。 「實驗室培養的組織，如人造器官、人造肉和皮膚片，是由多層細胞組成的。然而，存在一個問題，由於組織內部缺氧（低氧水平），它們無法增大，從而阻止細胞分裂。

這項研究發表在《日本學士院學報B 系列》。