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葉緑体をハムスターの細胞に移植する実験。イメージ / Credit:Canva,ナゾロジー編集
biology

葉緑体をハムスターの細胞に移植成功!2日間光合成活性を維持

2024.11.01 Friday

ごく一部の小さな生物を除いて、葉緑体を持つ動物は存在しません。

では、ゲームの世界に登場するような、「葉緑体を持ち、光合成をする動物」を作り出すことは可能なのでしょうか。

最近、東京大学に所属する松永幸大氏ら研究チームは、藻類の葉緑体をハムスターの細胞に移植することに成功しました。

しかもその葉緑体は、少なくとも2日間、光合成活性を維持することができました。

もちろん、光合成できる動物を作り出すような段階ではありませんが、もしかしたら、こうした研究の先には、『ポケモン』のフシギダネのような生物が待っているのかもしれません。

研究の詳細は、2024年10月31日付の科学誌『Proceedings of the Japan Academy, Series B, Physical and Biological Sciences』に掲載されました。

光合成活性を持つ葉緑体を動物細胞に移植することに成功 ―光合成可能な動物細胞作製の突破口を開く― https://www.k.u-tokyo.ac.jp/information/category/press/11214.html
Incorporation of photosynthetically active algal chloroplasts in cultured mammalian cells towards photosynthesis in animals https://doi.org/10.2183/pjab.100.035

葉緑体をハムスターの細胞に取り込ませることに成功

小さな動物の中には、ごくまれに葉緑体を持っているものが存在します。

例えば、アメリカの東海岸に生息するウミウシの一種「エリシア・クロロティカ(学名:Elysia chlorotica)」は、そのような不思議な軟体動物です。

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葉緑体を取り込むウミウシ「エリシア・クロロティカ」 / Credit:Wikipedia Commons

このウミウシは、元々葉緑体を持っているわけではありませんが、海藻を摂取する時に葉緑体だけを体内に取り込み、長期間にわたってこれを維持することができます。

そして光合成を行い、光から一部のエネルギーを得ることさえできるのです。

一方で、ゲームや小説の中では、植物と動物を合体させた大きなモンスターが登場します。

もちろん、こちらは架空の話です。

それでもエリシア・クロロティカのような存在は、「現実でも、葉緑体を組み込んだ大きな動物を生み出すことができるのではないか」と私たちの想像を掻き立てます。

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ゲームに出てくるような「光合成できる動物たち」現実でも生み出せるのか / Credit:Canva

最近、そんな私たちのイメージを一層刺激する研究結果が報告されました。

東京大学に所属する松永幸大氏ら研究チームが、葉緑体をハムスターの細胞に移植することに成功したのです。

まず研究チームは、原始的な藻類「シゾン」から、光合成活性を持つ葉緑体を単離することに成功しました。

そしてその葉緑体を、ハムスターの卵巣から作製された培養細胞「CHO細胞(抗体や医薬品の産生に多用されている)」に取り込ませることにしました。

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藻類から移植された葉緑体を持つハムスター培養細胞。青緑は細胞核、黄緑は膜構造を持った細胞内小器官、赤紫は葉緑体を示す。 / Credit:松永幸大(東京大学)_光合成活性を持つ葉緑体を動物細胞に移植することに成功 ―光合成可能な動物細胞作製の突破口を開く―(2024)

これまでは細いガラス管を使用して葉緑体を注入するなどしていましたが、今回研究チームは、そのような従来の方法は使わずに、CHO細胞の貪食作用を高めることで、最大45個の葉緑体をこの培養細胞に取り込ませることに成功しました。

ちなみに、この「貪食」とは、細胞がその細胞膜を使って大きな粒子を取り込む作用のことです。

この作用は、細胞が異物・細菌・ウイルスなどを食べるように取り込み、分解して処理することで、免疫系の重要な役割を果たしています。

つまり研究チームは、この異物を取り込み処理する機能を上手く利用し、葉緑体をハムスターの細胞に移植したのです。

では、移植された葉緑体はどうなっていくのでしょうか。

次ページハムスターの細胞内の「葉緑体」が、光合成活性を2日間維持!

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