Один из самых странных экспериментов последних лет связан с попыткой заставить живой организм проводить фотосинтез — процесс, который миллиарды лет считался прерогативой растений, водорослей и некоторых бактерий. Объектом исследования стали мыши, а точнее — их глаза. Учёные решили проверить, можно ли встроить фотосинтетическую активность в ткани животного, не прибегая к хирургическому вмешательству.
Способ доставки оказался на удивление простым: обычные глазные капли. Никаких инъекций, никаких операций. Капли наносились на поверхность глаза, после чего исследователи наблюдали за тем, что происходит с клетками сетчатки и прилегающими тканями.
И фотосинтез действительно произошёл. Это сам по себе поразительный результат — ткани млекопитающего, получив нужные компоненты, начали осуществлять процесс, который в норме им абсолютно не свойственен. Клетки глаза поглощали световую энергию и преобразовывали её так, как это делают хлоропласты в листьях травы или шпината.
Но вот что интересно: глаза мышей не позеленели. Это кажется мелочью, однако с научной точки зрения это весьма значимо. Зелёный цвет у растений — следствие присутствия хлорофилла в больших концентрациях. Если бы ткань глаза накапливала хлорофилл в достаточном количестве, она бы изменила окраску. Этого не произошло, что говорит либо о малых концентрациях вещества, либо о том, что фотосинтетический процесс запускался иным механизмом — не классическим хлорофилльным путём.
Такие эксперименты поднимают несколько практических вопросов сразу. Во-первых, если клетки глаза способны усваивать энергию света напрямую, это теоретически открывает возможность для разработки новых методов лечения заболеваний сетчатки. Некоторые дегенеративные болезни глаз связаны с недостаточным энергоснабжением фоторецепторов — и если удастся обеспечить клетки дополнительным источником энергии через свет, это может замедлить или остановить их гибель.
Во-вторых, сам факт того, что глазные капли способны временно изменить биохимию клеток настолько радикально — это серьёзный аргумент в пользу неинвазивной доставки лекарственных веществ. Глаз — относительно изолированная среда, и добраться до его тканей без операции всегда было непросто.
Конечно, от мышиного глаза до клинического применения у людей дистанция огромная. Неизвестно, какие именно вещества содержались в каплях, как долго продолжался фотосинтетический эффект и не было ли побочных последствий для зрения животных. Без полных данных исследования делать выводы о практической применимости преждевременно.
Тем не менее сам прецедент заслуживает внимания. Граница между растительной и животной биохимией не так жёстка, как принято считать. Некоторые морские слизни, например Elysia chlorotica, давно умеют удерживать хлоропласты из водорослей в своих клетках и использовать их для фотосинтеза на протяжении месяцев. Мышиный эксперимент идёт дальше — он показывает, что даже временную фотосинтетическую активность можно индуцировать у высших млекопитающих направленным химическим воздействием.
Вопрос о том, зачем эволюция не пошла этим путём сама, тоже не праздный. Животные получают энергию через пищу, а не через фотосинтез — это позволяет им двигаться, не будучи привязанными к свету. Растения, напротив, неподвижны именно потому, что им нужно максимальное освещение. Встроить фотосинтез в глаз млекопитающего — это попытка совместить оба подхода, не жертвуя подвижностью. Получилось ли это в полной мере — пока открытый вопрос.
Способ доставки оказался на удивление простым: обычные глазные капли. Никаких инъекций, никаких операций. Капли наносились на поверхность глаза, после чего исследователи наблюдали за тем, что происходит с клетками сетчатки и прилегающими тканями.
И фотосинтез действительно произошёл. Это сам по себе поразительный результат — ткани млекопитающего, получив нужные компоненты, начали осуществлять процесс, который в норме им абсолютно не свойственен. Клетки глаза поглощали световую энергию и преобразовывали её так, как это делают хлоропласты в листьях травы или шпината.
Но вот что интересно: глаза мышей не позеленели. Это кажется мелочью, однако с научной точки зрения это весьма значимо. Зелёный цвет у растений — следствие присутствия хлорофилла в больших концентрациях. Если бы ткань глаза накапливала хлорофилл в достаточном количестве, она бы изменила окраску. Этого не произошло, что говорит либо о малых концентрациях вещества, либо о том, что фотосинтетический процесс запускался иным механизмом — не классическим хлорофилльным путём.
Такие эксперименты поднимают несколько практических вопросов сразу. Во-первых, если клетки глаза способны усваивать энергию света напрямую, это теоретически открывает возможность для разработки новых методов лечения заболеваний сетчатки. Некоторые дегенеративные болезни глаз связаны с недостаточным энергоснабжением фоторецепторов — и если удастся обеспечить клетки дополнительным источником энергии через свет, это может замедлить или остановить их гибель.
Во-вторых, сам факт того, что глазные капли способны временно изменить биохимию клеток настолько радикально — это серьёзный аргумент в пользу неинвазивной доставки лекарственных веществ. Глаз — относительно изолированная среда, и добраться до его тканей без операции всегда было непросто.
Конечно, от мышиного глаза до клинического применения у людей дистанция огромная. Неизвестно, какие именно вещества содержались в каплях, как долго продолжался фотосинтетический эффект и не было ли побочных последствий для зрения животных. Без полных данных исследования делать выводы о практической применимости преждевременно.
Тем не менее сам прецедент заслуживает внимания. Граница между растительной и животной биохимией не так жёстка, как принято считать. Некоторые морские слизни, например Elysia chlorotica, давно умеют удерживать хлоропласты из водорослей в своих клетках и использовать их для фотосинтеза на протяжении месяцев. Мышиный эксперимент идёт дальше — он показывает, что даже временную фотосинтетическую активность можно индуцировать у высших млекопитающих направленным химическим воздействием.
Вопрос о том, зачем эволюция не пошла этим путём сама, тоже не праздный. Животные получают энергию через пищу, а не через фотосинтез — это позволяет им двигаться, не будучи привязанными к свету. Растения, напротив, неподвижны именно потому, что им нужно максимальное освещение. Встроить фотосинтез в глаз млекопитающего — это попытка совместить оба подхода, не жертвуя подвижностью. Получилось ли это в полной мере — пока открытый вопрос.
