क्लोरोप्लास्ट, भागहरू कोशिकाहरू जसले बोटबिरुवा र शैवाललाई प्रकाश संश्लेषण गर्न अनुमति दिन्छ, 1 अरब वर्ष पहिले उत्पत्ति भएको मानिन्छ, जब फोटोसिन्थेटिक साइनोब्याक्टेरिया अन्य आदिम सेलुलर जीवहरूमा सहजीवी रूपमा बस्थ्यो।
आज अन्य कोशिकाहरूमा यो प्रकाश संश्लेषण क्षमताको विकास प्रतिकृति गर्दै – जनावर भित्र क्लोरोप्लास्ट राखेर कक्षहरू– पहिले असम्भव सोचेको थियो: जनावर कोशिकाहरूले क्लोरोप्लास्टलाई विदेशी निकायको रूपमा चिन्छन् र तिनीहरूलाई पचाउँछन्। तर जापानी अनुसन्धान टोलीले यो सोचलाई परिवर्तन गरेको छ। यसले आदिम शैवालबाट फोटोसिन्थेटिक रूपमा सक्रिय क्लोरोप्लास्टहरू अलग गर्ने प्रविधिको विकास गरेको छ। Cyanidioschyzon र तिनीहरूलाई चिनियाँ ह्याम्स्टर अंडाशय (CHO) कोशिकाहरूमा प्रत्यारोपण गर्नुहोस्, एक प्रकारको संस्कारित पशु सेल लाइन, र अझै पनि तिनीहरूको कार्यक्षमता कायम राख्छ।
“हाम्रो ज्ञानमा, यो पहिलो पटक हो कि फोटोसिन्थेटिक इलेक्ट्रोन यातायात जनावर कोषहरूमा प्रत्यारोपण गरिएको क्लोरोप्लास्टहरूमा पुष्टि भएको छ।” व्याख्या गर्दछ टोकियो विश्वविद्यालयका प्रोफेसर युकिहिरो मात्सुनागा। इलेक्ट्रोन यातायात एक प्रमुख प्रक्रिया हो जसद्वारा बिरुवाहरु र शैवालले विभिन्न सेलुलर कार्यहरूलाई समर्थन गर्दै रासायनिक ऊर्जा उत्पन्न गर्दछ।
मात्सुनागाको अनुसन्धान टोलीले सीएचओ कोशिकाहरूद्वारा फागोसाइटोसिसलाई बढावा दिएर क्लोरोप्लास्टहरू स्थानान्तरण गर्न सफल भयो, जुन प्रक्रिया हो जसद्वारा कोशिकाहरू पच्छन् र विदेशी पदार्थहरू तोड्छन्।
अनुसन्धान टोलीले त्यसपछि कोशिकाहरूको क्रस-सेक्शनल छविहरू खिच्न र कोषहरू र क्लोरोप्लास्टहरूले कसरी व्यवहार गरे भनेर अवलोकन गर्न फ्लोरोसेन्स लेजर माइक्रोस्कोपी र सुपर-रिजोल्युसन माइक्रोस्कोपी प्रयोग गर्यो। तिनीहरूले फेला पारे कि CHO कोशिकाहरूमा लगाइएका क्लोरोप्लास्टहरू साइटोप्लाज्म भित्र अवस्थित थिए, तरल पदार्थ जसले कोशिकाको भित्री भाग भर्छ, तिनीहरूमध्ये केही सेल न्यूक्लियस वरपर छन्। क्लोरोप्लास्टहरू लिइसकेपछि, CHO कोषहरूले सामान्य रूपमा व्यवहार गर्ने संकेतहरू देखाए, उदाहरणका लागि विभाजन जारी राखेर।
इलेक्ट्रोन माइक्रोस्कोप प्रयोग गरेर थप अवलोकनहरूले पत्ता लगायो कि क्लोरोप्लास्टको थाइलाकोइड झिल्लीको संरचना – जहाँ प्रकाश संश्लेषणको लागि आवश्यक इन्जाइमहरू अवस्थित छन् – कम्तिमा दुई दिनसम्म कायम राखिएको थियो। माइक्रोस्कोपिक इमेजिङ र पल्स मोड्युलेसन प्रयोग गरेर फोटोसिन्थेटिक गतिविधिको मापनले पनि यो अवधिमा प्रकाश संश्लेषणको लागि इलेक्ट्रोन यातायात सामान्य थियो भनेर पुष्टि गर्यो। यद्यपि, स्थानान्तरण पछि चौथो दिनमा, थाइलाकोइड झिल्लीको संरचना पतन भयो र क्लोरोप्लास्टको फोटोसिन्थेटिक गतिविधि उल्लेखनीय रूपमा घट्यो।
यो अनुसन्धानले टिस्यु इन्जिनियरिङमा नयाँ सम्भावनाहरू देखाउँछ। कृत्रिम अंग, कृत्रिम मासुर धेरै कोशिका तहहरूबाट बनेको छालाको पानाहरूको वृद्धि सीमित हुन्छ जब तन्तु कम अक्सिजन स्तरहरूमा पर्दा। यदि क्लोरोप्लास्टहरू समावेश गर्ने कोशिकाहरू थप्न सकिन्छ भने, टिश्युमा अक्सिजन आपूर्ति गर्न र त्यसमा प्रकाश चम्काएर मात्र विकासलाई बढावा दिन सम्भव हुन सक्छ।
तर यो प्राप्त गर्नको लागि, एउटा प्रविधि आवश्यक छ जसले प्रत्यारोपण गरिएको क्लोरोप्लास्टहरूलाई जनावरको कोषहरूमा लामो समयसम्म फोटोसिन्थेटिक गतिविधि कायम राख्न अनुमति दिन्छ। अनुसन्धान टोलीका अनुसार भविष्यमा प्रत्यारोपण गरिएको क्लोरोप्लास्टबाट उत्पादन हुने अक्सिजनको मात्रा र जनावरको कोषभित्र रहेको कार्बनडाइअक्साइडको मात्रालाई पनि आइसोटोप लेबलिङ नामक प्रविधि प्रयोग गरेर मापन गर्न सकिनेछ ।
अनुसन्धान टोलीले अब आफ्नो अनुसन्धान जारी राख्नेछ, बिरुवा क्षमता भएका “प्लानिमल” कोशिकाहरू सिर्जना गर्ने अन्तिम उद्देश्यका साथ। प्लानिमल सेलहरू, सम्भव भएमा, चिकित्सा अनुसन्धान, खाद्य उत्पादन, र ऊर्जा उत्पादन सहित धेरै उद्योगहरूमा खेल परिवर्तक हुन सक्छ।
यो कथा मूल रूपमा देखा पर्यो तार जापान र जापानीबाट अनुवाद गरिएको छ।
